二_多组分系统热力学.ppt

2.2、拉乌尔定律与亨利定律 一、液态混合物和溶液的气液平衡 2.3 理想液态混合物 一、 理想液态混合物的定义和特征 1、理想液态混合物的定义 在一定温度下，液态混合物中任意组分B在全部组成范围内 (xB=0?xB=1)都遵守拉乌尔定律，即pB＝pB*xB的液态混合物。 2.4、理想稀溶液 2.5、理想稀溶液的分配定律 2.6 理想稀溶液的依数性 T一定 (平衡) 稀溶液的气、液平衡 xA,xB,xC?? yA, yB, yC?? pA,pB,pC?? 液态混合物或溶液的饱和蒸汽压不仅与液态混合物或溶液中各组分的本性及温度有关，而且与组成有关。对于稀溶液来说有简单的经验规律。 二、拉乌尔定律 表述为：平衡时，稀溶液中溶剂A在气相中的蒸气分压等于同一温度下，该纯溶剂的饱和蒸气压p*A与该溶液中溶剂的摩尔分数xA的乘积。 其数学表达式为 注意：拉乌尔定律的适用条件是稀溶液中的溶剂。 三、 亨利定律 表述为：一定温度下，稀溶液中挥发性溶质B在平衡气相中的分压力pB与该溶质B在平衡液相中的摩尔分数xB成正比。 kx,B?亨利系数 数学表达式为 pB=kx,BxB， 又可以表述为：一定温度下，微溶气体B在溶剂A中的溶解度xB与该气体在气相中的分压pB成正比。 数学表达式 ?亨利系数（与T、p及溶剂、溶质的性质有关）。 使用亨利定律应注意： (1)式中p为该气体的分压。对于混合气体，在总压不大时，亨利定律分别适用于每一种气体。 (3)溶液浓度愈稀，对亨利定律符合得愈好。对气体溶质，升高温度或降低压力，降低了溶解度，能更好服从亨利定律。 (2)溶质在气相和在溶液中的分子状态必须相同。 如 ，在气相为 分子，在液相为 和 ，则亨利定律不适用。 四、亨利定律的不同形式 微观特征 (i) 理想液态混合物中各组分间的分子间作用力与各组分在混 合前纯组分的分子间作用力相同 (或几近相同). (ii) 理想液态混合物中各组分的分子体积大小几近 相同。 光学异构体、同位素和立体异构体混合物属于这种类型。 2、理想液态混合物的微观和宏观特征 宏观特征 理想液态混合物 (i) 由二个或两个以上纯组分 理想液态混合物 (ii) 由二个或两个以上纯组分 理想液态混合物 （ⅲ）由二个或两个以上纯组分 理想液态混合物 (ⅳ) 由二个或两个以上纯组分 二、 理想液态混合物中任意组分的化学势 设有一理想液态混合物在T，p下与其蒸气呈平衡，则有： μB（l，T，p，xC）＝μB（pgm，T，pB＝yBp，yC) -------- 理想液态混合物中任意组分B的化学势表达式。 纯液体标准态的化学势。 -------凝聚系统积分项可以忽略不计 一、理想稀溶液的定义和气液平衡 1、理想稀溶液的定义 一定温度下，溶剂和溶质分别服从拉乌尔定律和亨利定律的无限稀薄溶液称为理想稀溶液。在这种溶液中，溶质分子间距离很远，溶剂和溶质分子周围几乎全是溶剂分子。 2、理想稀溶液的气液平衡 对溶剂、溶质都挥发的二组分理想稀溶液 若溶质不挥发 二、理想稀溶液中溶剂和溶质的化学势 1、溶剂A的化学势 —标准态的化学势。 式中, xA ?溶液中溶剂A的摩尔分数， 由于ISO及GB已选定bB为溶液中溶质B的组成标度，故对理想稀溶液中的溶剂，当组成用溶质的质量摩尔浓度表示时，上式可改写成： 2、溶质B的化学势 可近似表示为 或简写成 ①溶液的组成标度用溶质B的质量摩尔浓度b B表示 b?=1mol?kg-1 标准态是：：温度为T，压力为pθ下，溶质B的质量摩尔浓度b B=b θ, 又遵守亨利定律的溶液中溶质B的(假想)状态。 { p } 0 1 { b B } p B = k b, B b B k b ,B 标准态 理想稀溶液中溶质 B 的标准态（以质量摩尔浓度 b B 示） 用 表示标准态的化学势，这个标准态是：温度为T，压力为p?下，溶质B的质量摩尔浓度bB=b?,又遵守亨利定律的溶液中溶质B的(假想)状态。 ②溶液的组成标度用溶质B的摩尔分数x B表示 可以简写为： 此标准态是指温度为T，压力为p θ下，溶质B的摩尔分数 x B→１，又遵守亨利定律的溶液中溶质B的(假想)状态。 可近似表示为 一、分配定律 在定温、定压下，若一个物质溶解在两个同时存在的互不相溶的两液相中形成理想稀溶液，则达到平衡后，该物质在两相中的质量摩尔浓度之比等于常数。用公式表示为： K称为分配系数。影响K值的因素有温度、压力、溶质及两种溶剂的性质. 分配定律只