4-1 多组分系统热力学-偏摩尔量

----偏摩尔量
混合过程异常？！
实验操作----注酸入水！Why？
◆溶液和混合物的区别；
◆多组分系统大致分类；
◆单组份和多组分区别和联系；
◆偏摩尔量
◆偏摩尔量集合公式
本节课主要内容
1、混合过程异常原因
≠20ml
10ml10ml
不同分子之间也存在类似情况
①水分子之间、乙醇分子之间和水分子与乙醇分子之间的
分子间相互作用不同；②水分子与乙醇分子体积及形状不同。

2. 偏摩尔量
①系统广度量X 为温度T 、压力p 及系统各组分物质的量n B 、n C 、n D 、…等的函数：
()
B C D X X T p n n n =,,,,,K ②偏摩尔量：C
def B B T p n X
X n 骣¶琪==琪桫¶,,讨论：①就象只有容量性质才有摩尔量一样，只有容量性质才有偏摩尔量。

②偏摩尔量定义式的物理意义为：
B c n P T B
B n Z
Z ≠∂∂=,,)(在恒温，恒压并保持除B 以外其他物质量不变条件下，往一无限大的体系中加入1mol B 物质所引起的热力学量Z 的变化值叫做热力学量Z 在该混合体系中的偏摩尔量。

④偏摩尔量为强度性质。

⑤纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。

⑥偏摩尔量可以大于零，等于零，小于零。

例如1
34.14-⋅-=mol cm V MgSO 恒温，恒压下组分对Z 的偏微分
才叫偏摩尔量。

③根据定义，只有在恒温，恒压下组分对Z 的偏微分才叫偏摩尔量，任何偏摩尔量都是T ，P 和组成的函数。

)
,,,(21 n n p T f Z =
C
B B T p n V
V n 骣¶琪=琪桫¶,,C
B B T p n U
U n 骣¶琪=琪桫¶,,C
B B T p n H
H n 骣
¶琪=琪桫¶,,C
B B T p n S
S n 骣¶琪=琪桫¶,,C
B B T p n A
A n 骣¶琪=琪桫¶,,C
B B T p n G
G n 骣¶琪=琪桫¶,,偏摩尔体积偏摩尔热力学能偏摩尔焓偏摩尔熵偏摩尔亥姆霍兹函数偏摩尔吉布斯函数
设一个均相体系由1、2、、k 个组分组成，则体系任一容量性质Z 应是T ，p 及各组分物质的量的函数，即：⋅⋅⋅12k (,,,,,)
Z Z T p n n n =⋅⋅⋅在等温、等压条件下：
2k 13k 1k-1,,,,1,,,,,2
12
,,,,k k d ()d ()d +()d T p n n T p n n n T p n n Z
Z
n n n n Z
n n Z ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅∂∂=+∂∂∂⋅⋅⋅+∂k
,,(B)
B=1B
=
()c T p n c Z n ≠∂∂∑我们定义了偏摩尔量，但必须知道其与总量和其他偏摩尔量之间的关系才能有应用。

按偏摩尔量定义,
c B
,,(B)
B
()T p n c Z
Z n ≠∂=∂在保持偏摩尔量不变的情况下，对上式积分
12k
1122k k 000d d d n n n Z Z n Z n Z n =++⋅⋅⋅+⎰⎰⎰1122k k
k
B B
B=1
d d d d =d Z Z n Z n Z n Z n =++⋅⋅⋅+∑则
1122k k
n Z n Z n Z =++⋅⋅⋅+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。

k
B B
B=1
Z=n Z ∑1122
V n V n 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,n V
写成一般式有：c c c c c B B B ,,(B)B
B B B B ,,(B)
B B B B B ,,(B)
B B B B B ,,(B)
B B B B B ,,(B)
B B () () () () () T p n c T p n c T p n c T p n c T p n c U
U n U U n H
H n H H n A
A n A A n S
S n S S n G
G n G G n ≠≠≠≠≠∂==∂∂==∂∂==∂∂==∂∂==∂∑∑∑∑∑B
=μ
以二组分系统偏摩尔体积测定为例：
◆为何需要偏摩尔量；
◆偏摩尔量的定义；
◆偏摩尔量的测量及用途；
◆偏摩尔量定义◆偏摩尔量测量；
◆偏摩尔量应用；
课后作业
◆例题3-1；
◆补充作业：
查看资料或文献，解释两种溶液混合过程吸放热的规律；。