南京大学物理化学章_溶液ppt课件

物理化学电子 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 —第四章第四章溶液4.1引言4.2溶液组成的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示法4.3偏摩尔量与化学势4.4稀溶液中的两个 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 定律4.5混合气体中各组分的化学势4.6液体混合物4.7稀溶液中各组分的化学势4.8稀溶液的依数性4.9Duhem-Margules公式4.10非理想溶液4.11分配定律4.1引言溶液（solution）广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成的体系称为溶液。溶液以物态可分为气态溶液、固态溶液和液态溶液。根据溶液中溶质的导电性又可分为电解质溶液和非电解质溶液。本章主要讨论液态的非电解质溶液。4.1引言溶剂（solvent）和溶质（solute）如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。4.1引言混合物（mixture）多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各组分均可选用相同的标准态，使用相同的经验定律，这种体系称为混合物，也可分为气态混合物、液态混合物和固态混合物。4.2溶液组成的表示法在液态的非电解质溶液中，溶质B的浓度表示法主要有如下四种：1.物质的量分数2.质量摩尔浓度3.物质的量浓度4.质量分数4.2溶液组成的表示法溶质B的物质的量与溶液中总的物质的量之比称为溶质B的物质的量分数，又称为摩尔分数，单位为1。4.2溶液组成的表示法2.质量摩尔浓度mB（molality）4.2溶液组成的表示法3.物质的量浓度cB（molarity）4.2溶液组成的表示法4.质量分数wB（massfraction）溶质B的质量与溶液总质量之比称为溶质B的质量分数，单位为1。4.3偏摩尔量与化学势单组分体系的摩尔热力学函数值多组分体系的偏摩尔热力学函数值化学势的定义多组分体系中的基本公式偏摩尔量的集合公式Gibbs-Duhem公式化学势与压力的关系化学势与温度的关系单组分体系的摩尔热力学函数值单组分体系的摩尔热力学函数值这些摩尔热力学函数值都是强度性质。多组分体系的偏摩尔热力学函数值偏摩尔量ZB的定义为：ZB称为物质B的某种容量性质Z的偏摩尔量（partialmolarquantity）。多组分体系的偏摩尔热力学函数值使用偏摩尔量时应注意：2.只有广度性质才有偏摩尔量，而偏摩尔量是强度性质。3.纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。4.任何偏摩尔量都是T，p和组成的函数。偏摩尔量的集合公式在等温、等压条件下：偏摩尔量的集合公式偏摩尔量的集合公式这就是偏摩尔量的集合公式，说明体系的总的容量性质等于各组分偏摩尔量的加和。偏摩尔量的集合公式写成一般式有：Gibbs-Duhem公式如果在溶液中不按比例地添加各组分，则溶液浓度会发生改变，这时各组分的物质的量和偏摩尔量均会改变。在等温、等压下某均相体系任一容量性质的全微分为：Gibbs-Duhem公式这就称为Gibbs-Duhem公式，说明偏摩尔量之间是具有一定联系的。某一偏摩尔量的变化可从其它偏摩尔量的变化中求得。（1）（2）两式相比，得：化学势的定义广义定义：化学势的定义化学势在判断相变和化学变化的方向和限度方面有重要作用。多组分体系中的基本公式同理：化学势与压力的关系对于纯组分体系，根据基本公式，有：化学势与温度的关系4.4稀溶液中的两个经验定律拉乌尔定律（Raoult’sLaw）拉乌尔定律也可表示为：溶剂蒸气压的降低值与纯溶剂蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。4.4稀溶液中的两个经验定律亨利定律（Henry’sLaw）1803年英国化学家Henry根据实验总结出另一条经验定律：在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度（用物质的量分数x表示）与该气体的平衡分压p成正比。用公式表示为：4.4稀溶液中的两个经验定律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。4．5混合气体中各组分的化学势理想气体的化学势理想气体的化学势气体混合物中各组分的化学势气体混合物中某一种气体B的化学势这个式子也可看作理想气体混合物的定义。*非理想气体的化学势*非理想气体的化学势显然，实际气体的状态方程不同，逸度系数也不同。可以用（1）图解法（2）对比状态法或（3）近似法求逸度系数。4.6液体混合物液体混合物以前称为理想溶液。液体混合物定义：不分溶剂和溶质，任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律；从分子模型上看，各组分分子彼此相似，在混合时没有热效应和体积变化，这种溶液称为液体混合物。光学异构体、同位素和立体异构体混合物属于这种类型。液体混合物通性：（5）拉乌尔定律和亨利定律没有区别4.6液体混合物由于液体体积受压力影响较小，通常忽略积分项，得：这就是液体混合物中任一组分化学势的表示式，也可以作为液体混合物的热力学定义：即任一组分的化学势可以用该式表示的溶液称为液体混合物。4.7稀溶液中各组分的化学势稀溶液的定义溶剂的化学势溶质的化学势4.7稀溶液中各组分的化学势两种挥发性物质组成一溶液，在一定的温度和压力下，在一定的浓度范围内，溶剂遵守Raoult定律，溶质遵守Henry定律，这种溶液称为稀溶液。值得注意的是，化学热力学中的稀溶液并不仅仅是指浓度很小的溶液。稀溶液的定义4.7稀溶液中各组分的化学势溶剂的化学势溶质的化学势Henry定律因浓度表示 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 不同，有如下三种形式：溶质的化学势溶质的化学势溶质的化学势溶质的化学势溶质的化学势4．8稀溶液的依数性依数性质：（colligativeproperties）指定溶剂的类型和数量后，这些性质只取决于所含溶质粒子的数目，而与溶质的本性无关。溶质的粒子可以是分子、离子、大分子或胶粒，这里只讨论粒子是分子的情况，其余在下册讨论。依数性的种类：1.蒸气压下降2.凝固点降低3.沸点升高4.渗透压对于二组分稀溶液，加入非挥发性溶质B以后，溶剂A的蒸气压会下降。这是造成凝固点下降、沸点升高和渗透压的根本原因。蒸气压下降蒸气压下降这里的凝固点是指纯溶剂固体析出时的温度。凝固点降低凝固点降低沸点升高沸点升高为了阻止溶剂渗透，在右边施加额外压力，使半透膜双方溶剂的化学势相等而达到平衡。这个额外施加的压力就定义为渗透压。渗透压（osmoticpressure）渗透压（osmoticpressure）渗透压（osmoticpressure）4.9Duhem-Margules公式Gibbs-Duhem公式4.9Duhem-Margules公式它是Gibbs-Duhem公式的延伸，主要讨论二组分体系中各组分蒸气压与组成之间的关系，Duhem-Margules公式可表示为：Duhem-Margules公式4.9.Duhem-Margules公式从Duhem-Margules公式可知：（1）在某一浓度区间，若A遵守Raoult定律，则另一组分B必遵守Henry定律，这与实验事实相符。（2）在溶液中，某一组分的浓度增加后，它在气相中的分压上升，则另一组分在气相中的分压必然下降。（3）可以求得总蒸气压与组成的关系，见柯诺瓦洛夫规则。4.9Duhem-Margules公式根据Gibbs-Duhem公式并进行数学处理得到：柯诺瓦洛夫规则4.9Duhem-Margules公式（1）柯诺瓦洛夫第一规则4.9Duhem-Margules公式（2）柯诺瓦洛夫第二规则渗透系数4.10非理想溶液活度的概念溶质B的化学势超额函数无热溶液正规溶液路易斯（G.N.Lewis）提出了活度的概念。4.10非理想溶液相对活度的定义：活度的概念4.10非理想溶液4.10非理想溶液非理想溶液中组分B的化学势表示式，由于浓度的表示式不同，化学势表示式也略有差异。溶质B的化学势4.10非理想溶液4.10非理想溶液渗透系数（osmoticcoefficient）渗透系数的定义：渗透系数（osmoticcoefficient）超额函数（excessfunction）用活度因子表示溶质的非理想程度，用渗透系数可以较显著地表示溶剂的非理想程度，而超额函数用来较方便地表示整个溶液的非理想程度。超额函数（excessfunction）如果溶液是非理想的，则变化值都不为零，但热力学函数之间的基本关系仍然存在。超额函数（excessfunction）超额函数（excessfunction）加和项中包含了溶质和溶剂的活度因子，可以衡量整个溶液的不理想程度。超额函数（excessfunction）超额函数（excessfunction）超额函数（excessfunction）正规溶液（regularsolution）正规溶液（regularsolution）正规溶液（regularsolution）正规溶液中，各组分活度系数的对数与T成反比。代入上式，得：无热溶液（athermalsolution）无热溶液（athermalsolution）所以在无热溶液中，各组分的活度系数均与T无关。4.11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液体里，达到平衡后，该物质在两相中浓度之比等于常数”，这称为分配定律。用公式表示为：分配定律当溶液浓度不大时，活度比可用浓度比代替，就得到分配定律的经验式。影响K值的因素有温度、压力、溶质及两种溶剂的性质，在溶液浓度不太大时能很好地与实验结果相符。4.11分配定律如果溶质在任一溶剂中有缔合或离解现象，则分配定律只能适用于在溶剂中分子形态相同的部分。分配定律的应用：（1）可以计算萃取的效率问题。例如，使某一定量溶液中溶质降到某一程度，需用一定体积的萃取剂萃取多少次才能达到。（2）可以证明，当萃取剂数量有限时，分若干次萃取的效率要比一次萃取的高。FRANCOLS-MARIERAOULTFRANCOLS-MARIERAOULT(1830-1901)Frenchchemist,wasapioneerinsolutionchemistry.Hisworkonvapor-pressureloweringandonfreezing-pointdepressionswasfundamentallyimportantinthechemistryofsolutions,andhisfealizationthatbothwereafunctionofthenumberofmolesofdissolvedsolutecontributedgreatlytothedeterminationofmolarmassesandthetheoryofionicsolutions.FRANCOLS-MARIERAOULTHiscontributionstocryoscopy,orfreezing-pointdepressions,wereprodigious,andVictorMeyerusedhisdataasearlyas1886fordeterminingmolarmasses.Raoultbuiltforthesemeasurementswhathecalledacryoscopeofprecision,andtheaccuracyofhisworkwasunsurpassed,agreeinginmanyinstanceswithmodernmeasurementswithin0.0001℃.FRANCOLS-MARIERAOULTHisthermometerwasconsideredbysometobeantediluvian,butasvan’tHoffexpressedit,“Withthisantediluvianthermometertheworldwasconquered.”WILLIAMHENRYWILLIAMHENRY(1775-1836)wasanEnglishchemist,textbookwriter,andtranslatorofLavoisier.Whilehewasengagedinexperimentsoftheamountofgasabsorbedbywater,hediscoveredwhatisnowknownasHenry’slaw;theamountofgasabsorbedisdirectlyproportionaltothepressure.Henrycommittedsuicideinafitofmelancholia.此 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