5 溶液-相平衡学习资料
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分子间相互作用力：主要 A－A；极少量 B－B。
溶剂 A 分子在溶液中的环境与纯态时非常接近
—— 同理想溶液
Raoult’s Law
p pX
A
AA
A－ 溶剂
p.208 (5-2-1a)
5-3 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律 (p. 209, 215)
Henry’s Law
溶质B分子几乎完全处于A 分子的环境中
许多实际溶液，如 O2 和 CO2 的水溶液、 O2 和 CO2溶于金 属中形成的溶液、血液等为稀溶液。
5-3 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律 (p. 209, 215)
B (l) c v o a n p do e r n in s B ig ( ng g)
B 的表面覆盖度, pB xB
理想溶液任一组分满足 －－Raoult’s Law
p pX
p.208
B
B B (5-2-1a)
pB, xB 和 pB 分别是任一 组分B在溶液状态下的分压、溶液 中摩尔分数和纯B的蒸气压。
5-3 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律 (p. 209, 215)
不同浓度单位时，Henry’s 定律: (p.201)
pB = KBCB
CB : mol·dm-3
pB = KBbB pB = KB%B pB = KBaB
bB : mol·kg-1
aB : activity
1
1
KB可由实验数据外推 获得， 为一假想状态
w w w ,
B
B
B
B
w B 1 B
B % w B w B 1,00 B % 100
B
B
3. 物质B的物质的量浓度 cB= nB V
4. 物质B的质量摩尔浓度 bB= nB mA
5-2 理想溶液与拉乌尔定律 (p. 208, 212)
Ideal solutions and Raoult’s Law 溶液与其气相达相平衡时，
80
T p*(ben)
60
p*(tol)
40
20
0
0.0
0.2
0.4
0.6
toluene
x(benzene)
0.8
1.0
benzene
p-x gragh for the mixture of benzene and toluene
苯-甲苯，水-重水， Ag-Au, Fe-Mn, …
pB ---- B组分的标准状态
（一）多组分系统热力学 (p.206－229)
5-1 基本概念和组成表示法 5-2 理想溶液与拉乌尔定律 5-3 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律 5-4 理想溶液和理想稀溶液的热力学基础 5-5 稀溶液的依数性 5-6 活度与活度因子 5-7 分配定律
5-1 基本概念和组成表示法 (p.206－208)
5-2 理想溶液与拉乌尔定律 (p. 208, 212)
Raoult’s Law
p pX
B
BB
XB < 1, pB < pB
XB 1, pB pB
溶液蒸气压,
蒸气-- 理想
气体
p = pB
p = pA + pB pA < p < pB
p
120
Dbezene
Ctoluene
100
Bbenzene+toluene
A与B的相互溶解过程是稀释过程
CH3OH-CH3CH2OH; Fe-Mn; Sn-Bi; 同分异构体
热力学函数变量 H = 0 , S > 0, G< 0
理想溶液是一种理想化极限状态，实际溶液在一定条 件下可与之相近。
5-2 理想溶液与拉乌尔定律 (p. 208, 212)
溶液的蒸气压
B的蒸气分压 固液界面 B分子转移平衡
由实验也可由热力学推导
Henry’s Law
pB = KBXB
p.209 (5-2-2a)
XB << 1, KB 为 Henry 常数.
KB 取决于溶质 B，也取决于溶剂 A 的性质。 p.209 表5-2-1 KB 越大 B-A 间作用越弱 B 蒸气压越高 KB 可由实验、部分也可由手册中获得，KB 为一假想状态
5-2 理想溶液与拉乌尔定律 (p. 208, 212)
如B难挥发 pB 0
p = pA + pB pA = pA XA
Raoult’s 定律的 另一种表达式
溶液蒸气压 与 气相组成：
pA = pYA
分压定律
蒸气压与气液组成之间： pA XA= pA = pYA
若对于 A与 B两组分，A 更易挥发, 即 pA > p, 则 XA < YA
5-3 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律
Ideal-dilute solutions, Raoult’s Law and Henry’s Law (p. 209, 215)
理想稀溶液模型 溶质B浓度极低（ XB 0, XA 1 ）,在
溶液中对溶剂A的性质几乎无影响；溶液中大量的A分子主要 与A相互作用。
多组分单相系统: 两种或两种以上的物质以分子、原子或离子
大小，相互混合所形成的均匀系统。 －－－系统内各部分具有相同物理化学性质。
混合物：以相同标准态（如100kPa纯液体的状态）和相同方
法所研究的单相系统。
溶液： 单相系统中组分区分为溶质（B）和溶剂（A），且对
二者选用不同的标准态和不同方法所研究的单相系统。
5 溶液-相平衡
第五章 多组分系统热力学与相平衡 (p.206－)
5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6 5-7 5-8 5-9 5-10 5-11
基本概念和组成表示法 理想溶液与拉乌尔定律 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律 理想溶液和理想稀溶液的热力学基础 稀溶液的依数性 活度与活度因子 分配定律 相律 单组分系统热力学 二组分系的气液平衡 二组分凝聚系相图
l g l (B) = g (B), 等…
➢ 相平衡时气相热力学性质 溶液性质
➢ 理想溶液 实际溶液 概念、公式、相图
➢ 理想稀溶液 实际溶液 概念、公式、相图
5-2 理想溶液与拉乌尔定律 (p. 208, 212)
理想溶液模型 具有相近的分子间相互作用力的两组分所
形成的溶液。 A 与 B在溶液中的性质与纯态时近似相同
混合物
气态混合物 液态混合物 固பைடு நூலகம்混合物
溶液
液态溶液 固态溶液
5-1 基本概念和组成表示法 (p.206－208)
组成表示法 1. 物质B的物质的量分数
nB --物质的量 w --物质的质量
xn n,
B
B
B
B
2. 物质B的质量分数
x B 1 B% -- 物质的百分比浓度 B mA -- 溶剂的质量
溶剂 A 分子在溶液中的环境与纯态时非常接近
—— 同理想溶液
Raoult’s Law
p pX
A
AA
A－ 溶剂
p.208 (5-2-1a)
5-3 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律 (p. 209, 215)
Henry’s Law
溶质B分子几乎完全处于A 分子的环境中
许多实际溶液，如 O2 和 CO2 的水溶液、 O2 和 CO2溶于金 属中形成的溶液、血液等为稀溶液。
5-3 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律 (p. 209, 215)
B (l) c v o a n p do e r n in s B ig ( ng g)
B 的表面覆盖度, pB xB
理想溶液任一组分满足 －－Raoult’s Law
p pX
p.208
B
B B (5-2-1a)
pB, xB 和 pB 分别是任一 组分B在溶液状态下的分压、溶液 中摩尔分数和纯B的蒸气压。
5-3 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律 (p. 209, 215)
不同浓度单位时，Henry’s 定律: (p.201)
pB = KBCB
CB : mol·dm-3
pB = KBbB pB = KB%B pB = KBaB
bB : mol·kg-1
aB : activity
1
1
KB可由实验数据外推 获得， 为一假想状态
w w w ,
B
B
B
B
w B 1 B
B % w B w B 1,00 B % 100
B
B
3. 物质B的物质的量浓度 cB= nB V
4. 物质B的质量摩尔浓度 bB= nB mA
5-2 理想溶液与拉乌尔定律 (p. 208, 212)
Ideal solutions and Raoult’s Law 溶液与其气相达相平衡时，
80
T p*(ben)
60
p*(tol)
40
20
0
0.0
0.2
0.4
0.6
toluene
x(benzene)
0.8
1.0
benzene
p-x gragh for the mixture of benzene and toluene
苯-甲苯，水-重水， Ag-Au, Fe-Mn, …
pB ---- B组分的标准状态
（一）多组分系统热力学 (p.206－229)
5-1 基本概念和组成表示法 5-2 理想溶液与拉乌尔定律 5-3 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律 5-4 理想溶液和理想稀溶液的热力学基础 5-5 稀溶液的依数性 5-6 活度与活度因子 5-7 分配定律
5-1 基本概念和组成表示法 (p.206－208)
5-2 理想溶液与拉乌尔定律 (p. 208, 212)
Raoult’s Law
p pX
B
BB
XB < 1, pB < pB
XB 1, pB pB
溶液蒸气压,
蒸气-- 理想
气体
p = pB
p = pA + pB pA < p < pB
p
120
Dbezene
Ctoluene
100
Bbenzene+toluene
A与B的相互溶解过程是稀释过程
CH3OH-CH3CH2OH; Fe-Mn; Sn-Bi; 同分异构体
热力学函数变量 H = 0 , S > 0, G< 0
理想溶液是一种理想化极限状态，实际溶液在一定条 件下可与之相近。
5-2 理想溶液与拉乌尔定律 (p. 208, 212)
溶液的蒸气压
B的蒸气分压 固液界面 B分子转移平衡
由实验也可由热力学推导
Henry’s Law
pB = KBXB
p.209 (5-2-2a)
XB << 1, KB 为 Henry 常数.
KB 取决于溶质 B，也取决于溶剂 A 的性质。 p.209 表5-2-1 KB 越大 B-A 间作用越弱 B 蒸气压越高 KB 可由实验、部分也可由手册中获得，KB 为一假想状态
5-2 理想溶液与拉乌尔定律 (p. 208, 212)
如B难挥发 pB 0
p = pA + pB pA = pA XA
Raoult’s 定律的 另一种表达式
溶液蒸气压 与 气相组成：
pA = pYA
分压定律
蒸气压与气液组成之间： pA XA= pA = pYA
若对于 A与 B两组分，A 更易挥发, 即 pA > p, 则 XA < YA
5-3 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律
Ideal-dilute solutions, Raoult’s Law and Henry’s Law (p. 209, 215)
理想稀溶液模型 溶质B浓度极低（ XB 0, XA 1 ）,在
溶液中对溶剂A的性质几乎无影响；溶液中大量的A分子主要 与A相互作用。
多组分单相系统: 两种或两种以上的物质以分子、原子或离子
大小，相互混合所形成的均匀系统。 －－－系统内各部分具有相同物理化学性质。
混合物：以相同标准态（如100kPa纯液体的状态）和相同方
法所研究的单相系统。
溶液： 单相系统中组分区分为溶质（B）和溶剂（A），且对
二者选用不同的标准态和不同方法所研究的单相系统。
5 溶液-相平衡
第五章 多组分系统热力学与相平衡 (p.206－)
5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6 5-7 5-8 5-9 5-10 5-11
基本概念和组成表示法 理想溶液与拉乌尔定律 理想稀溶液与拉乌尔定律和亨利定律 理想溶液和理想稀溶液的热力学基础 稀溶液的依数性 活度与活度因子 分配定律 相律 单组分系统热力学 二组分系的气液平衡 二组分凝聚系相图
l g l (B) = g (B), 等…
➢ 相平衡时气相热力学性质 溶液性质
➢ 理想溶液 实际溶液 概念、公式、相图
➢ 理想稀溶液 实际溶液 概念、公式、相图
5-2 理想溶液与拉乌尔定律 (p. 208, 212)
理想溶液模型 具有相近的分子间相互作用力的两组分所
形成的溶液。 A 与 B在溶液中的性质与纯态时近似相同
混合物
气态混合物 液态混合物 固பைடு நூலகம்混合物
溶液
液态溶液 固态溶液
5-1 基本概念和组成表示法 (p.206－208)
组成表示法 1. 物质B的物质的量分数
nB --物质的量 w --物质的质量
xn n,
B
B
B
B
2. 物质B的质量分数
x B 1 B% -- 物质的百分比浓度 B mA -- 溶剂的质量