多组分系统热力学小结

多组分系统热力学小结一、重要概念 混合物（各组分标准态相同）与溶液（分溶剂和溶质，标准态不同）， 组成表示：物质B的摩尔分数xB、质量分数wB、（物质的量）浓度cB、质量摩尔浓度bB，理想稀溶液，理想液态混合物，偏摩尔量，化学势，稀溶液的依数性，逸度与逸度系数，活度与活度系数二、重要定理与公式1稀溶液的性质 （1）拉乌尔定律：稀溶液的溶剂：pA=pA*xA （2）亨利定律：稀溶液的溶质：pB=kx.B xB , pB=kB.CCB , pB=kb.BbB （3）Nernst分配定律: （4）依数性：溶剂蒸气压降低：DpA=pA*xB 凝固点降低: DTf=KfbB 沸点升高: DTb=KbbB 渗透压: PB=cBRT2理想混合物 定义：任一组分在全部组成范围内符合拉乌尔定律的液态混合物。 性质：dp=0, dT=0 混合 (1) DmixV=0 (2) DmixH=0(3) DmixS=-nRSxBlnxB (4) DmixG=DmixH-TDmixS=nRTSxBlnxB3偏摩尔量 定义：XB=(X/nB)T,p,ncnB 性质：恒温恒压下：4化学势 （1）定义： mB=GB=(G/nB)T,p,ncnB 自发：朝化学势小的方向 （3）化学势的表达式 理想气体：mB=mB*(T,p,yc)=mB(T)+RTln(pyB/p) 实际气体：mB=mB*(T,p,yc)=mB(T)+RTln(pB/p) 逸度 :有效压力 逸度系数: jB= /pB= /pyB 理想液态混合物：mB=mB*+RTln(xB) 真实液态混合物：mB=mB*+RTln(aB) 活度 a=fBxB 在常压下，压力影响可忽略不计，故 mB=mB+RTln(aB) 若气相为理想气体，则活度的计算式： aB=pB/pB* fB=aB/xB=pB/pB* xB 稀溶液：溶剂或溶质：mA=mA+RTln(xA) 真实溶液 溶剂： mA=mA+RTln(aA) 溶质：采用质量摩尔浓度时：mB=mB，b+RTln(ab，B) 采用浓度时 mB=mc，B+RTln(ac，B) 5. 多组分系统的热力学基本方程 三、常见的计算题型1根据稀溶液的性质作依数性等方面的计算2在相平衡一章中常用拉乌尔定律和亨利定律。3典型题型 例题：香烟中主要含有尼古丁(Nicotine)，是致癌物质。经元素分析得知其中含 9.3% 的 H，72% 的 C 和 18.7% 的 N。现将 0.6 克尼古丁溶于 12.0 克的水中，所得溶液在101325Pa 下的凝固点为 0.62，求出该物质的摩尔质量MB并确定其分子式（已知水的摩尔质量凝固点降低常数为 1.86 Kkgmol1）。 解：假设尼古丁的摩尔质量为MB，根据凝固点下降公式 Tf =Kf bB 则有 MB = 150 gmol1可算出各原子数 C：Mr(B) w(C)/M(C)= 1500.72/12 = 9.0 N：Mr(B) w(N)/M(N)= 1500.1870/14 = 2.0 H：Mr(B) w(H)/M(H)= 1500.093/1 = 13.9所以分子式为 (C9N2H14) 例题： 在293K时将6.84g蔗糖（C12H22O11）溶于1kg的水中。已知293K时此溶液的密度为1.02gcm-3，纯水的饱和蒸气压为2.339kPa，试求：(1) 此溶液的蒸气压；(2) 此溶液的沸点升高值。已知水的沸点升高常数Kb=0.52K mol-1kg 。(3) 此溶液的渗透压。解：（1）蔗糖的摩尔质量为342g， x蔗糖= (6.84/342)/(6.84/342)+1000/18.2=0.0004 p= p*(1- x蔗糖)= 2.339kPa*(1-0.0004)=2.338kPa(2) b蔗糖= (6.84/342)mol/1kg = 0.02 molkg-1 DTb =Kb b蔗糖 = (0.52*0.02)K = 0.01K(3) c = n蔗糖/V = (6.84/342)mol/(1.00684kg/1.02k