多组分系统热力学小结

2023-03-29 17:21:07   文档大全网     [ 字体: ] [ 阅读: ]

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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 3Nernst分配定律:

4)依数性:溶剂蒸气压降低:pA=pA*xB 凝固点降低: Tf=KfbB 沸点升高: Tb=KbbB 渗透压: B=cBRT 2.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) mixV=0 (2) mixH=0(3) mixS=-nRxBlnxB (4)mixG=mixH-TmixS=nRTxBlnxB 3.偏摩尔量

定义:XB=(X/nB)T,p,ncnB 性质:恒温恒压下:



4化学

1)定义: B=GB=(G/nB)T,p,nc'nB



自发:朝化学势小的方向 3化学势的表达式

理想气体:B=B*(T,p,yc)=B(T)+RTln(pyB/p) 实际气体:B=B*(T,p,yc)=B(T)+RTln(pB/p)

逸度 :有效压力 逸度系数: B= /pB=

理想液态混合物:B=B*+RTln(xB)

真实液态混合物:B=B*+RTln(B) 活度 =fBxB



在常压下,压力影响可忽略不计,故 B=Bθ+RTln(B)

若气相为理想气体,则活度的计算式:

/pyB
B=pB/pB*

fB=B/xB=pB/pB* xB

稀溶液:溶剂或溶质:A=A+RTln(xA) 真实溶液

溶剂: A=A+RTln(A)

溶质:采用质量摩尔浓度时:B=Bb+RTln(bB)



采用浓度时 B=cB+RTln(cB)



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% H72% C 18.7% 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 K·kg·mol1

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

610-4kg/MB

0.62K1.86Kkgmol

0.012kg 则有

1

MB = 150 g·mol1

可算出各原子数

CMr(B) w(C)/M(C)= 150×0.72/12 = 9.0 NMr(B) w(N)/M(N)= 150×0.1870/14 = 2.0

HMr(B) w(H)/M(H)= 150×0.093/1 = 13.9 所以分子式为 (C9N2H14)

例题 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1.02g·cm-3,纯水的饱和蒸气压为2.339kPa,试求:

(1) 此溶液的蒸气压;

-1

(2) 此溶液的沸点升高值。已知水的沸点升高常数Kb=0.52K· mol·kg (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


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