《多组分系统热力学》PPT课件.ppt

1、标志标志 气态溶液 固态溶液 液态溶液 非电解质溶液正规溶液 溶液 第四章第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应多组分系统热力学及其在溶液中的应 用用 22 April 2021 标志标志 4.7 4.7 理想液态混合物理想液态混合物 1. 1. 理想液态混合物 理想液态混合物 2. 2. 理想液态混合物中任一组分的化学势 理想液态混合物中任一组分的化学势 22 April 2021 标志标志 理想液态混合物的定义理想液态混合物的定义 在等温、等压条件下，任一组分在全部浓度 范围内，都符合Raoult定律的多组分液态系统. 用公式表示为： * BBB pp x * B p任一组分在纯态时的饱

2、和蒸汽 压 B p 任一组分在混合物中的蒸汽压 形成理想液态混合物的主要原因是，各组分的分形成理想液态混合物的主要原因是，各组分的分 子在大小和相互作用能方面十分相似。子在大小和相互作用能方面十分相似。 理想液态混合物理想液态混合物 标志标志 理想液态混合物中任一组分的化学势理想液态混合物中任一组分的化学势 液态混合物与气相达平衡时 B(l)B(g) 设气相为混合理想气体 B B(l)B(g)B(g) ln p RT p 液态混合物中服从Raoult定律 * BB B pp x 代入上式 * B B(l)B(g)B lnln p RTRTx p 对纯液体 B 1x * * B B(l)B(g)

3、 ln p RT p 代入上式 * B(l)B(l)B lnRTx （1）服从拉 乌尔定律； （2）蒸气当 作理想气体 的混合物。 标志标志 * B(l)B(l)B lnRTx 由于液体受压力影响不大，引入近似 * B(l)B(l) 则上式为 B(l)B(l)B lnRTx 理想液态混合物中任一组分B的化学势表示式 B(l) 是液态混合物中任一组分B的化学势标准态 仅是温度的函数 液态混合物中任一组分的化学势液态混合物中任一组分的化学势 理想液态混合物中任一组分化学势的表达式，不仅指出了理想液态混合物中任一组分化学势的表达式，不仅指出了 组分化学势与浓度的关系，同时它也是理想液态混合物的热力组

4、分化学势与浓度的关系，同时它也是理想液态混合物的热力 学定义式，即凡是混合物中各组分的化学势皆服从下式，它就学定义式，即凡是混合物中各组分的化学势皆服从下式，它就 是理想液态混合物是理想液态混合物。 标志标志 严格来说，只有一些化学结构及性质非常相似的物质所 组成的多组分系统，可以近似地看作理想液态混合物。 如光学异构体的混合物(例如d樟脑-t樟脑)、结构异构 体的混合物(如邻二甲苯一间二甲苯一对二甲苯)，同位素化 合物的混合物(如H2O-D2O)以及紧邻同系物的混合物(如苯一 甲苯)等。 研究理想液态混合物的意义研究理想液态混合物的意义 一般混合物大都不具有理想液态混合物的性质。 但是因为理

5、想液态混合物所服从的规律比较简单， 可以作为比较的标准，而且对从理想液态混合物所 得到的公式只要作一些修正，就可以用于实际混合 物或溶液，所以理想液态混合物的概念在理论上和 实际上都是有用的。 为什么研究 理想液态混 合物？它代 表一种研究 思想与方法。 标志标志 理想液态混合物性质： 总体积等于各纯组分的体积之和 mix 0V mix 0H mix 0S mix 0G 混合前后总焓值不变，没有混合热 混合是自发的，有理想的混合熵 mixBB B lnSRnx 混合Gibbs自由能小于零，混合是自发的 mixBB B lnGRTnx 4.7 理想液态混合物理想液态混合物的通性理想液态混合物的通

6、性 形成 形成混合物混合物的各组分的性质相似，纯组分与另外组分的的各组分的性质相似，纯组分与另外组分的 分子之间的作用能几乎相等。分子之间的作用能几乎相等。 标志标志 例例: : 298K， 下若在：（下若在：（a）大量等摩尔比的）大量等摩尔比的C6H6-C6H5CH3 溶液中；（溶液中；（b）1摩尔摩尔C6H6与与1摩尔摩尔C6H5CH3溶液中，溶液中，这两种这两种 情况分离出情况分离出1摩尔摩尔C6H6，求最少付给系统多少功？，求最少付给系统多少功？ p 在等温等压下，分离出在等温等压下，分离出1摩尔摩尔C6H6所需的最少功所需的最少功 ， Rf W , pT G , RfpT WG ,

7、即为此可逆过程所需的非体积功，此功等于该过程的即为此可逆过程所需的非体积功，此功等于该过程的 即：即： pT G , 因此，只需要求得分离过程的因此，只需要求得分离过程的即可。即可。 解：解： 标志标志 6 66 53 CHCHCH 0.50.5xx 66 C H 1x 653 C H CH 1x ,66653 6666 653653 -1 (C H )(C H CH ) (C H)(C H)ln0.5 (C H CH)(C H CH)ln0.5 3434J mol T p GGG l Tpl TpRT l Tpl TpRT ， ， ， ， ， ， -1 , 3434J mol f R W （

8、b）由于系统仅由）由于系统仅由1mol C6H6与与1mol C6H5CH3组成，因此在此系组成，因此在此系 统中分出统中分出1mol C6H6后，剩下的就是后，剩下的就是1mol 纯纯C6H5CH3了。了。 末态末态 初态初态 标志标志 例：海水中含有大量盐，所以在例：海水中含有大量盐，所以在298K时海水的蒸气时海水的蒸气 压为压为0.306 kPa，同温下纯水的饱和蒸气压是，同温下纯水的饱和蒸气压是 0.3167kPa，计算下述从海水中取出，计算下述从海水中取出1 mol H2O过程过程 所需最小非体积功。所需最小非体积功。 A p A p = 0.306 kPa 海水中的水海水中的水

9、纯水纯水 = 0.3167kPa 解：解： 标志标志 欲求最小非体积功，由于欲求最小非体积功，由于 ，所以也就是求所以也就是求 上述过程的上述过程的 RfpT WG , pT G , ,22 AAA A A A -1-1 H OH O ln lnln 3.167 8.314 298 lnJ mol5.790kJ mol 0.306 T p G RTx p RTxRT P 纯水海水， -1 , 5.790kJ mol f R W 所以所以 标志标志 4.8 4.8 稀溶液中各组分的化学势稀溶液中各组分的化学势 什么是理想稀溶液什么是理想稀溶液？ 在一定的温度、压力和浓度的范围内，溶剂 服从Rao

10、ult定律，溶质服从henry定律。 溶剂A的标准态，是标准压力下的纯溶剂 稀溶液中溶剂A的化学势 * AAA ( ,)( ,)lnT pT pRTx 忽略压力的影响 * AA ( ,)( )T pT AAA ( ,)( )lnT pTRTx A ( )T 如何得到稀如何得到稀 溶液中各组溶液中各组 分化学势的分化学势的 表达式？表达式？? ? 22 April 2021 标志标志 稀溶液中各组分的化学势稀溶液中各组分的化学势 是温度、压力的函数。当 稀溶液中溶质稀溶液中溶质B B的化学势的化学势 * A ( ,)T p 1. 1. 溶质溶质B B的浓度用摩尔分数表示的浓度用摩尔分数表示 B

11、BB(g)B ( )ln p TRT p B,BBx pkx , B B BB ( )lnln x k TRTRTx p * BB ( ,)lnT pRTx B 1x 仍能服从henry定律的那个假想状态的化学势 22 April 2021 标志标志 /Pap R W B,BB = x pkx 溶质的 标准态 纯B 溶液中溶质的标准态溶液中溶质的标准态 （浓度为摩尔分数（浓度为摩尔分数） 实际曲线 服从Henry定律 A B B x A x * BBB = pp x 稀溶液中各组分的化学势稀溶液中各组分的化学势 22 April 2021 标志标志 是温度、压力的函数。当 A ( ,)T p

12、2. 2. 溶质溶质B B的浓度用质量摩尔浓度表示的浓度用质量摩尔浓度表示 B BB(g)B ( )ln p TRT p B,BBm pkm ,B B BB ( )lnln m km m TRTRT pm B B ( ,)ln m T pRT m 1 B 1 mol kgm 仍能服从henry定律的那个假想状态的化学势 稀溶液中各组分的化学势稀溶液中各组分的化学势 22 April 2021 标志标志 /Pap 溶液中溶质的标准态 （浓度为质量摩尔浓度） 实际曲线 0 1 B /(mol kg)m 1.0 S 溶质标准态 B,BB = m pkm 稀溶液中各组分的化学势稀溶液中各组分的化学势

13、22 April 2021 标志标志 是温度、压力的函数。当 A ( ,)T p 3. 溶质B的浓度用物质的量浓度表示 B BB(g)B ( )ln p TRT p B,BBc pkc ,B B BB ( )lnln c kc c TRTRT pc B B ( ,)ln c T pRT c 3 B 1 mol dmc 仍能服从henry定律的那个假想状态的化学势 稀溶液中各组分的化学势稀溶液中各组分的化学势 22 April 2021 标志标志 /Pap 溶液中溶质的标准态 （浓度为物质的量浓度） 实际曲线 0 3 B /(mol dm)c 1.0 S 溶质标准态 B,BB = c pkc 稀

14、溶液中各组分的化学势稀溶液中各组分的化学势 22 April 2021 标志标志 溶质B的浓度表示方法不同，其化学势的表 示式也不同 B B ( ,)ln c T pRT c * BBB ( ,)lnT pRTx B B ( ,)ln m T pRT m 化学势相同,但三个假想的标准态化学势不同 AAA ( , )( , )( , )T pT pT p * 稀溶液中各组分的化学势稀溶液中各组分的化学势 22 April 2021 标志标志 思考：化学势有什么用？思考：化学势有什么用？ 等温、等压条件下，Wf= 0 dG T P =B d n B 判据： dG T P Wf =O 0 B d n

15、 B 0 （1） （2） G T、 、P = W f、R ； 求物质分离过程所需的非膨胀功 G T. P= G（终）（终） G（始）（始） = n BG B.m(终终) nB G B.m(始始) = nB B(终终) nB B(始始) 标志标志 4.9 4.9 稀溶液的依数性稀溶液的依数性 1. 溶剂蒸气压降低 2. 凝固点降低 3.3. 沸点升高 4. 渗透压 适用于含有非挥发性溶质的二组分稀溶液适用于含有非挥发性溶质的二组分稀溶液 应用稀溶液应用稀溶液 化学势，可化学势，可 导出稀溶液导出稀溶液 依数性公式依数性公式 22 April 2021 标志标志 1.1.溶剂蒸汽压降低溶剂蒸汽压降

16、低 何谓依数性? 有哪些表现? 稀溶液的某些性质只与 稀溶液的某些性质只与非挥发性溶质的非挥发性溶质的 质点数有关质点数有关, ,而与质点的性质无关而与质点的性质无关。 主要表现在: 1. 1. 溶剂蒸气压降低溶剂蒸气压降低 2. 2. 溶剂凝固点降低溶剂凝固点降低 3. . 溶液沸点升高溶液沸点升高 4. 渗透压渗透压 22 April 2021 标志标志 溶剂蒸气压降低的计算溶剂蒸气压降低的计算 根据Raoult定律 设 * AAA pp x AB 1xx * AAB (1)ppx * AA B * A pp x p 只有一种非挥发溶质 * AAA ppp 则 * AAB pp x 溶剂蒸

17、气压下降的数值与溶质的摩尔分 数成正比,而与溶质的性质无关 溶剂蒸汽压降低溶剂蒸汽压降低 22 April 2021 标志标志 溶剂蒸气压降低的本质 根据稀溶液中溶剂化学势的表示式 * AAA ( ,)( ,)lnT pT pRTx 在稀溶液中 A 1x 所以 * AA ( ,)( ,)T pT p称为凝固点降低值 22 April 2021 标志标志 * f T f T 溶剂凝固点下降示意图溶剂凝固点下降示意图 T A p 定外压定外压 B O D * O C 凝固点下降凝固点下降 O*C：纯溶剂蒸汽压曲线：纯溶剂蒸汽压曲线 OD：溶液中纯溶剂 的蒸汽压 OO*B：固态纯 溶剂的蒸汽压曲 线

18、 溶剂和溶质不形成固溶剂和溶质不形成固 溶体，固态是纯溶剂溶体，固态是纯溶剂 22 April 2021 标志标志 凝固点降低值与溶液组成的定量关系凝固点降低值与溶液组成的定量关系 *2 f fA fusm,A ()R T kM H ffB Tk m * fff TTT称为凝固点降低值 f k称为凝固点降低系数，与溶剂性质有关 单位 1 K molkg 常见溶剂的凝固点降低系数值有表可查 应用：实验测定凝固点降低值，求溶质摩尔质量 凝固点下降凝固点下降 22 April 2021 标志标志 3.沸点升高沸点升高 什么是沸点什么是沸点? ? 在大气压力下，纯物质液态和气态的蒸气 压相等，液-气两

19、相平衡共存的温度。 稀溶液的沸点是指，纯溶剂气-液两相平衡共存的温度。 设纯溶剂的沸点为 稀溶液中，由于非挥发性溶质的加入，使 溶剂的蒸气压下降，所以溶液沸点要升高 * b T 溶液中溶剂的沸点为b T * bbb 0TTT称为沸点升高值 22 April 2021 标志标志 * b T b T 溶液沸点升高示意图溶液沸点升高示意图 T A p 定外压 B C * B * C p外 沸点升高沸点升高 C*B*：纯溶剂：纯溶剂 蒸汽压曲线蒸汽压曲线 CB：溶液中溶剂：溶液中溶剂 的蒸汽压曲线的蒸汽压曲线 22 April 2021 标志标志 沸点升高值与溶液组成的定量关系 *2 b bA vap

20、m,A ()R T kM H bbB Tk m * bbb TTT称为沸点升高值 b k 称为沸点升高系数，与溶剂性质有关 单位 1 K molkg 常见溶剂的沸点升高系数值有表可查 应用： 实验测定沸点升高值，求溶质摩尔质量 沸点升高沸点升高 22 April 2021 标志标志 半透膜的作用 为什么水会发生渗透？ 半透膜对透过的分子有选 择性，这里只让水分子透过 纯水的化学势大于稀溶液中 水的化学势 * AA 什么是渗透压？ 渗透压阻止水分子渗透必须外加的最小压力 4. 4. 渗透压渗透压 渗透压示意图渗透压示意图 22 April 2021 标志标志 渗透压与溶液浓度的关系 或 这称为适

21、用于稀溶液的vant Hoff 渗透压公式 渗透压只与溶质的粒子数有关，与粒子的性质无关， 测量渗透压可以计算大分子物质的摩尔质量。 测量渗透压的用处 如外加压力大于渗透压，则水会反渗透向纯溶剂一方 渗透压渗透压 V = nBRT = nB RT/ V = m（B）RT/ V MB 22 April 2021 标志标志 问题问题: :关于稀溶液的依数性关于稀溶液的依数性 1.溶液凝固点下降、沸点升高，其产生的根本原因是什么? 2.冬天冰灾,向灾区路段撒盐水.为什么? 3.北方人冬天吃冻梨时,将冻梨放入盐水中浸泡,过一段时间, 冻梨内部解冻了,但表面依然结了一层薄冰,为什么? 4.农田中施肥太浓

22、或是盐碱地,都容易将植物”烧死” 5.海水淡化和污水处理所用到的反渗透法依据的原理是什么? 6.静脉注射纯水为什么会造成死亡?如何计算生理盐水浓度? 7.给运动员补充的水分要用与血液细胞内外的渗透压相似的 液体.为什么? 病人失水过多或失钠过多,如何调节注射盐 水浓度?.? 22 April 2021 标志标志 一组数据一组数据 反渗透法从海水中得到1摩尔淡水耗功 5.790KJ. 蒸馏法从海水中得到1摩尔淡水耗功41.84KJ 冷冻法使纯水结冰,得到1摩尔淡水耗功 58.58KJ 比较比较: :哪哪 个最经济个最经济? ? 22 April 2021 标志标志 稀溶液的依数性计算与应用稀溶液

23、的依数性计算与应用 例：海水中含有大量盐，所以在例：海水中含有大量盐，所以在298K时海水的蒸气时海水的蒸气 压为压为0.306 kPa，同温下纯水的饱和蒸气压是，同温下纯水的饱和蒸气压是 0.3167kPa，计算下述从海水中取出，计算下述从海水中取出1 mol H2O过程过程 所需最小非体积功。所需最小非体积功。 A p A p = 0.306 kPa 海水中的水海水中的水 纯水纯水 = 0.3167kPa 解：解： 22 April 2021 标志标志 欲求最小非体积功，由于欲求最小非体积功，由于 ，所以也就所以也就 是求上述过程的是求上述过程的 RfpT WG , pT G , ,22

24、AAA A A A -1-1 H OH O ln lnln 3.167 8.314298 lnJ mol5.790kJ mol 0.306 T p G RTx p RTxRT P 纯水海水， -1 , 5.790kJ mol f R W所以所以 22 April 2021 标志标志 稀溶液的依数性应用 例题1: 设某一新合成的有机化合物x，其中含碳 63.2%，氢8.8%，其余的是氧（均为质量百分 数）。今将该化合物7.0210-5kg溶于8.0410- 4kg樟脑中，凝固点比纯樟脑低15.3K，求x的摩 尔质量及其化学式。 22 April 2021 标志标志 解：解： 该化合物的碳、氢、氧

25、的原子数比值为：该化合物的碳、氢、氧的原子数比值为： 则：则：n（30.012 + 51 + 116） = 0.2283 kgmol-1 得：得：n = 4 该化合物的化学式为该化合物的化学式为C12H20O4。 AB B fBff MM m KbKT 11 4 5 molkg2283. 0molkg) 1004. 83 .15 1002. 740 ( Af Bf B mT mK M 1:5:3 0.016 28% : 0.001 8.8% : 0.012 63.2% :OHC 22 April 2021 标志标志 例题2: 1.2210-2kg苯甲酸，溶于0.10kg乙 醇后，使乙醇的沸点升

26、高了1.20K，若将 1.2210-2kg苯甲酸溶于0.10kg苯中， 则苯的沸点升高1.28K。计算苯甲酸在两 种溶剂中的摩尔质量。计算结果说明什 么问题。 稀溶液的依数性应用 22 April 2021 标志标志 解：在乙醇中解：在乙醇中Kb = 1.20Kkgmol-1 在苯中Kb = 2.57Kkgmol-1 已知苯甲酸的摩尔质量为0.122kgmol-1，上述计算结果表明苯 甲酸在乙醇中以单分子形态存在，在苯中以双分子缔合形态存在 。 AB B bBbb MM m KbKT 11 molkg122. 0molkg) 10. 020. 1 0122. 020. 1 ( Ab Bb B

27、mT mK M 11 molkg244.0molkg) 10.020.1 0122.057.2 ( Ab Bb B mT mK M 22 April 2021 标志标志 4.11 4.11 活度与活度因子活度与活度因子 1. 1. 非理想稀溶液非理想稀溶液 2. 2. 溶剂的活度溶剂的活度 3 3. . 溶质的活度溶质的活度 22 April 2021 4. 4. 活度的测定活度的测定 标志标志 非理想稀溶液非理想稀溶液 什么是非理想稀溶液? 溶剂对 Raoult 定律发生偏差，溶质对Henry 定律发生偏差，这种偏差可正可负。这种稀溶液偏 离了理想状态，称为非理想稀溶液。 非理想稀溶液的浓度

28、和化学势 由于发生了偏差，使溶剂或溶质的实测蒸气压与 计算值不符，这同样影响了化学势的值。因而 Lewis 引进了相对活度的概念。 22 April 2021 标志标志 溶剂的活度溶剂的活度 在理想稀溶液中在理想稀溶液中 Raoult 定律为 对于非理想稀溶液， Raoult 定律修正为 A A * A p x p A ,AA * A x p x p ,A,AAxx ax 令 则 ,A ,A A x x a x ,A ,A A lim lim1 x x a x A 1x A 1x 22 April 2021 标志标志 ,Ax a 称为用摩尔分数表示的溶剂的相对活度 ,Ax 简称活度，单位为1

29、称为用摩尔分数表示的溶剂的活度因子 单位为1 非理想稀溶液中，溶剂化学势表达式修正为 AA,A ( ,)( )ln x T pTRTa ,A ,A A lim lim1 x x a x A 1x A 1x 溶剂的活度溶剂的活度 22 April 2021 标志标志 溶质的活度溶质的活度 在理想稀溶液中 Henry 定律为 对于非理想稀溶液， Henry 定律修正为 B,BBx pkx ,B,BBxx ax 令 则 B,B,BBxx pkx B,B,Bxx pka * BB,B ( ,)( ,)ln x T pT pRTa 对应化学势的表示式为 当溶液很稀 ,B 1 x ,BBx ax 22 A

30、pril 2021 标志标志 在理想稀溶液中 当Henry 定律为 对于非理想稀溶液， Henry 定律修正为 B,BBm pkm ,BB ,B m m m a m 令 B,B,BBmm pkm 对应化学势的表示式为 B,BBc pkc B,B,BBcc pkc B ,B,Bcc c a c BB,B ( ,)( ,)ln m T pT pRTa BB,B ( ,)( ,)ln c T pT pRTa 溶质的活度溶质的活度 22 April 2021 标志标志 因为 B,B ( ,)ln m T pRTa B,B ( ,)ln c T pRTa * BB,B ( ,)( ,)ln x T pT

31、 pRTa ,B,B,Bxmc aaa 所以 * BBB ( ,)( ,)( ,)T pT pT p 但溶质的化学势只有一个数值 溶质的活度溶质的活度 22 April 2021 标志标志 （1 1）蒸气压法）蒸气压法 BBBBBB B B B ppxp a p a p B B BB p p x 对按拉乌尔定律修正的组分来说应有对按拉乌尔定律修正的组分来说应有 所以所以 活度的测定活度的测定 22 April 2021 标志标志 B,BBB B B ,B xx x x pkx p a k 所 以 B B, ,BB x x p kx B ,BB mx m p km B B, ,BB C C p

32、kc 若组分是对亨利定律进行修正的，就有若组分是对亨利定律进行修正的，就有 同理还有同理还有 活度的测定活度的测定 22 April 2021 标志标志 例：例：298K时，纯水的饱和蒸气压是时，纯水的饱和蒸气压是3.167kPa， 水溶液中水蒸气的平衡分压是水溶液中水蒸气的平衡分压是2.733kPa，若，若 选选298K下纯水的真实状态作标准态，求溶液下纯水的真实状态作标准态，求溶液 中水的活度。若选中水的活度。若选298K下与下与0.133kPa水蒸气水蒸气 达平衡时的假想纯水作标准态，求溶液中水达平衡时的假想纯水作标准态，求溶液中水 的活度。的活度。 活度的测定活度的测定 22 Apri

33、l 2021 标志标志 2 2 2 H O H O H O 2.733kPa 0.8629 3.167kPa p a p 2 2 2 H O H O H O,x p a k 2 H O 0.133kPap 2 2 2 H O, H O, H O 0.1331 0.133kPa 2.733kPa 20.5 0.133kPa x x k k a 所以 所以 第一种情况下第一种情况下 第二种情况下第二种情况下 在假想纯态时在假想纯态时 解：解： 活度的测定活度的测定 22 April 2021 标志标志 （2 2）凝固点下降法测溶剂活度）凝固点下降法测溶剂活度 A 11 ln fusm ff H R

34、TT 对实际溶液中的溶剂组分，用活度代替浓度，可得对实际溶液中的溶剂组分，用活度代替浓度，可得 到到: : 若测得实际溶液的冰点，可求得溶剂的活度。若测得实际溶液的冰点，可求得溶剂的活度。 活度的测定活度的测定 22 April 2021 标志标志 例例: 262.5K时，饱和时，饱和KCl溶液（溶液（1000g水水 中含中含KCl为为3.30mol）与纯水共存，已知）与纯水共存，已知 水的凝固焓为水的凝固焓为-5.858kJmol-1，若以纯水，若以纯水 为标准态，计算饱和溶液中水的活度及活为标准态，计算饱和溶液中水的活度及活 度因子。度因子。 活度的测定活度的测定 22 April 202

35、1 标志标志 22 H OH O ln0.10470.9006aa 所以 2 2 2 H O H O H OKCl 1000 / 0.018 0.9439 1000 / 0.0183.30 n x nn 2 2 2 H O H O H O 0.9006 0.9541 0.9439 a x 所以所以 : 2 H O 11 ln fusm ff H a RTT * 273.15K , 262.5K ff TT 代入代入 可得可得: 由凝固点下降公式由凝固点下降公式解：解： 活度的测定活度的测定 22 April 2021 标志标志 令两式相等，并整理得 aa ln ln RTa RTa a ln

36、a aRT a exp a aRT a expK RT b /aaK 对稀溶液可近似地写作 /ccK 上式为分配定律它表明等温等压下，溶质在互相平衡的两个液相中的浓度比为一常数， K叫做分配系数分配系数，其值取决于温度、压力、溶质和双液系的性质。当浓度较大时应该用活 度去代替式中的浓度。 分配系数的大小表明各物质在互相平衡的两液相中的溶解度不同，利用这种差别可进 行物质的分离或提纯。 4.12 分配定律-溶质在两互不相溶液相中的分配 设物质在两相中溶解成稀溶液，并且不发生分子缔合，其浓度在相中 为，在互相平衡的另一相即相中浓度为，等温等压下，两相平衡的条件是溶 质在其中的化学势相等，即, 标志

37、标志 分配定律的应用分配定律的应用萃取原理萃取原理 由于各物质在互相平衡的两液相中的溶解度不相同，因此有可能利 用它们的这种差别来使物质互相分离或抽提某种物质，这种利用有机溶 剂从水溶液中抽提某种物质的方法叫做萃取。它在生产中广泛采用。 例：现有1 dm3温度为298 K含碘量为100 mg的水溶液，若用 500cm3 CCl4进行萃取，问萃取后水相中还残存多少碘?已知分 配系数为85。 解：假定萃取达到平衡时CCl4相中含碘x mg，则水相中仍有 碘(100-x)mg，因此 根据分配定律有 解之得 x = 97.7 mg 水相中仍残存碘100-97.7=2.3 mg CCl4 -1-1 c(

38、x 500)mg m1c(100 x)/1000 mg m1 相 水 相 ， CCl4 c /500 85 c100/1000 x K x 相 水相 标志标志 小结：关于第四章小结：关于第四章 偏摩尔量 化学势 不同体系化学势的表达方式 化学势的应用 稀溶液的两个经验定律 稀溶液的依数性 22 April 2021 标志标志 偏摩尔量与应用偏摩尔量与应用 B, ,(c B) B def () c T p n Z Z n k BB B = 1 Z =nZ 1122 Vn Vn V 例如：体系只有两个组分，其物质的量和偏摩尔 体积分别为 和 ，则体系的总体积为：11 ,n V 22 ,nV Z Z代表代表V V，U U，H H，S S，A A， G G 等广度性