【文章內(nèi)容簡介】 lg $ $ ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 理想稀溶液中溶劑和溶質(zhì)的化學勢 理想稀溶液中的溶質(zhì) 遵守亨利定律 pB= kxxB ，代入 得 BB( ) = ( ) ( g, ) l n l nxBBkT R T R T xp? ? ?? ? ?lg$$ 令,B( , ) ( ) l nxBxkT p T R Tp?? ??$$$ 則稀溶液中溶質(zhì)的化學勢是 B , x ( , ) l nBB T p R T x?? ??$ ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 理想稀溶液中溶劑和溶質(zhì)的化學勢 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 理想稀溶液中溶劑和溶質(zhì)的化學勢 ? 無論用哪種濃度表示，化學勢相同，但標準化學勢不同 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 小結(jié) 167。 理想稀溶液 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 稀溶液的依數(shù)性 依數(shù)性質(zhì)：（ colligative properties） 指定溶劑的類型和數(shù)量后，這些 性質(zhì)只取決于所含溶質(zhì)粒子的數(shù)目 ，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。溶質(zhì)的粒子可以是分子、離子、大分子或膠粒。 依數(shù)性的種類： ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 ( ) ( )TA l A g??? ? ??蒸氣壓下降 蒸氣壓下降()T Ag??? ? ??稀溶液Ap?A A Ap p x??? 對于二組分稀溶液，加入非揮發(fā)性溶質(zhì) B以后，溶劑 A的蒸氣壓會下降。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 對于二組分稀溶液，加入非揮發(fā)性溶質(zhì) B以后，溶劑 A的蒸氣壓會下降。 B*AA*A xpppp ????這是造成凝固點下降、沸點升高和滲透壓的根本原因。 蒸氣壓下降 蒸氣壓下降?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 如圖所示，在半透膜左邊放溶劑，右邊放溶液。只有溶劑能透過半透膜。由于純?nèi)軇┑幕瘜W勢 大于溶液中溶劑的化學勢 ，所以溶劑有自左向右滲透的傾向。 *A?A?為了阻止溶劑滲透，在右邊施加額外壓力，使半透膜雙方溶劑的化學勢相等而達到平衡。 這個額外施加的壓力就定義為滲透壓 ?。 21Π p p?? BΠ c RT? 是溶質(zhì)的濃度。濃度不能太大，這公式就是適用于稀溶液的 van’t Hoff 公式。 Bc滲透壓（ osmotic pressure） ）?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 滲透壓（ osmotic pressure） ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 AAm,f u s2*ff)( MHTRk ??? 稱為凝固點降低系數(shù)（ freezing point lowering coefficients）， 單位 fk1K m ol kg ??? 。f f BT k m?? f*ff TTT ??? 為 非電解質(zhì)溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，單位： Bm1mo l k g ?? 。這里的凝固點是指純?nèi)軇┕腆w析出時的溫度。 常用溶劑的 值有表可查。用實驗測定 值，查出 ，就可計算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。 fkfkfT?凝固點降低 凝固點降低?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 b b BT k m?? *bbb TTT ???AAm,v a p2*bb)( MHTRk ??? 稱為沸點升高系數(shù)（ boiling point elevation coefficints）， 單位 。常用溶劑的 值有表可查。 測定 值，查出 ，就可以計算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。 bkkgm o lK1 ?? ?bT? bkbk沸點升高 沸點升高?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 分配定律 BBcKc??? “ 在定溫、定壓下，若一個物質(zhì)溶解在兩個同時存在的互不相溶的液體里，達到平衡后，該物質(zhì)在兩相中濃度之比等于常數(shù) ” ，這稱為分配定律。用公式表示為： 式中 和 分別為溶質(zhì) B在兩個互不相溶的溶劑 中的濃度， K 稱為分配系數(shù)（ distribution coefficient）。 Bc? Bc? , ???上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 分配定律 分配定律的應用： （ 1）可以計算萃取的效率問題。例如，使某一定量溶液中溶質(zhì)降到某一程度，需用一定體積的萃取劑萃取多少次才能達到。 （ 2）可以證明，當萃取劑數(shù)量有限時，分若干次萃取的效率要比一次萃取的高。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 練習題 6 ）定溫時， B 溶于 A 中形成溶液。若*BBVV ?，則增加壓力 P , 將使 B 在 A 中的溶解度（ ） （ A ） 增加 （ B ） 減少 （ C ） 不變 （ D ） 無法確定 19)40 ℃ 時，純液體 A 的飽和蒸汽壓是純液體 B 的兩倍，組分 A 和 B 能構(gòu)成理想液態(tài)混合物。若平衡氣相中組分 A 和 B 的摩爾分數(shù)相等，則平衡液相中 A 和 B 的摩爾分數(shù)之比:ABxx= （ ） （ A ） 1 ： 2 （ B ） 2 ： 1 （ C ） 3 ： 2 （ D ） 4 ： 3 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 練習題 66. 兩只燒杯各有1 kg水，向 A 杯中加入0 . 0 1 m o l蔗糖，向 B 杯中加入0 . 0 1 m o l N a C l，兩只燒杯按同樣的速度冷卻，則（ ） ( A ） A 杯先結(jié)冰 （ B ） B 杯先結(jié)冰 ( C ） 兩杯同時結(jié)冰 （ D ） 無法確定 70. 在恒溫抽空的玻璃罩內(nèi)封入兩杯液面相同的糖水和純水，經(jīng)歷若干時間后，兩杯液面的高度將是（ ） ( A ) 糖水液面高于純水液面 ( B ) 糖水液面等于純水液面 ( C ) 糖水液面低于純水液面 （ D ） 視溫度而定 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 物理化學電子教案 — 第三章 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 基本概念 相律 單組分體系 二組分體系 第五章 相平衡 第三章 相平衡?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 引言 相平衡是熱力學在化學領(lǐng)域中的重要應用之一。研究多相體系的平衡在化學、化工的科研和生產(chǎn)中有重要的意義，例如：溶解、蒸餾、重結(jié)晶、萃取、提純及金相分析等方面都要用到相平衡的知識。 相圖（ phase diagram） 表達多相體系的狀態(tài)如何隨溫度、壓力、組成等強度性質(zhì)變化而變化的圖形，稱為相圖。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 基本概念 相（ phase） 體系內(nèi)部物理和化學性質(zhì)完全均勻的部分稱為相。相與相之間在指定條件下有明顯的界面，在界面上宏觀性質(zhì)的改變是飛躍式的。體系中相的總數(shù)稱為相數(shù)，用 P 表示。 氣體 ，不論有多少種氣體混合，只有一個氣相。 液體 ，按其互溶程度可以組成一相、兩相或三相共存。 固體 ，一般有一種固體便有一個相。兩種固體粉末無論混合得多么均勻，仍是兩個相（固體溶液除外，它是單相）。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 基本概念 ( 2) 物種數(shù)和 ( 獨立 ) 組分數(shù) 物種 數(shù) S —— 系統(tǒng)中存在的化學物質(zhì)數(shù) 系統(tǒng)中的物種數(shù)，并不一定都是獨立可變的，可能某物種變化后，能引起其他物種的變化，這樣我們把用以確定平衡體系中所有各相組成所需的最少數(shù)目的獨立物質(zhì)稱為獨立組分，簡稱組分。 用“ C ”表示，顯然組分數(shù)只能等于或小于物種數(shù)。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 基本概念 ( 獨立 ) 組分數(shù)與物種數(shù)的關(guān)系是怎樣的呢？ 1. 如果系統(tǒng)中各物質(zhì)之間沒有發(fā)生化學反應，那么組分數(shù)等于物種數(shù)，即“ C = S ”。 2. 對于有 化學反應的系統(tǒng)：組分數(shù) = 物種數(shù) 獨立的平衡數(shù)，即 C = S R 。 3. 如果 體系中 除化學平衡外 ， 還存在濃度限制條件 。 稱 為“獨立濃度限制數(shù)”，用 R ′ 表示。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 相律 獨立組分數(shù)（ number of independent ponent） 39。C S R R? ? ?定義： 在平衡體系所處的條件下，能夠 確保各相組成所需的最少獨立物種數(shù) 稱為獨立組分數(shù)。它的數(shù)值等于體系中所有物種數(shù) S 減去體系中獨立的化學平衡數(shù) R，再減去各物種間的濃度限制條件 R39。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 基本概念 R ′包括： ( i ) 當規(guī)定系統(tǒng)中部分物種只通過化學反應由另外物種生成時，由此可能帶來的同一相 的組成關(guān)系； ( i i ) 當把電解質(zhì)在溶液中的離子亦視為物種時，由電中性條件帶來的同一相的組成關(guān)系。 39。C S R R? ? ?定義： ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 相律 相律（ phase rule） 2f C P? ? ?相律是相平衡體系中 揭示相數(shù) P ，獨立組分數(shù) C和自由度 f 之間關(guān)系的規(guī)律 ，可用上式表示。式中 2通常指 T， p兩個變量。 自由度（ degrees of freedom） 確定平衡體系的狀態(tài)所必須的獨立強度變量的數(shù)目稱為自由度，用字母 f 表示。這些強度變量通常是壓力、溫度和濃度等。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 相律 如果已指定某個強度變量，除該變量以外的其它強度變量數(shù)稱為 條件自由度 ，用 表示。 例如：指定了壓力， 指定了壓力和溫度， *f1* ?? ff2** ?? ff`f f b?? b 個特殊規(guī)定 ( 如 T 或 p 不變或 x B? = x B? ) f ′ —— 條件 ( 或剩余 ) 自由度數(shù)。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 相律 ? 1. 相律只適用于熱力學平衡系統(tǒng) ? ，相率仍然正確可用。 ? 。 ? ，但不能具體指出是哪幾個自由度或哪幾個相，對具體的系統(tǒng)要具體分析。 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 練習題 例題：碳酸鈉和水可以組成下列化合物：2 3 2Na CO H O?、2 3 27N a C O H O?、2 3 210N a C O H O?。問 1. 標準壓力下，與碳酸鈉水溶液及冰共存的含水鹽最多有幾種？ 2. 3 0 ℃時，與水蒸氣平衡共存的含水鹽最多有幾種？ ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 練習題 2. 4 ()NH H S s和任意量的3 ()N H g及2 ()H S g達平衡時有（ ） （ A ） 2 , 2 , 2C P f? ? ? （ B ） 1 , 2 , 1C P f? ? ? （ C ） 1 , 3 , 2C P f? ? ? （ D ） 1 , 2 , 3C P f? ? ? ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 ?回主目錄 ?返回 2020/10/5 練習題 9. 某系統(tǒng)存在五種物質(zhì)2( ) , ( )C s H O g, ( )C O g 22, ( ), ( )C O g H g，相互建立了下述三個平衡： 22( ) ( ) ( ) ( )C s H O g C O g H g?? 2