物理化学多组分4-5讲课

如理想溶液中组分B的化学势：
* B(l) B(l) RT ln xB
将热力学量表示成参考状态的 相应量与两者的差值部分求和
B(l) 热力学函数，绝对值无法得知

* B(l)

人为选定的参考状态
RT ln xB
热力学量与参考状态之间的差值
由于同一物质所取参考状态相同，因此求热 力学量的差值，可以归结为求参考状态下热力学 量的差值。

2
……
第n次萃取后
KV1 Wn W KV V 1 2
萃取效率：
n
萃取出溶质的质量与溶液中原有质量的比值为
KV1 W Wn 1 KV V W
1 2
n

∵ ∴
KV1 1 KV1 V2
W Wn n , W


* b,B(l)
:
在与溶液相同的T、p下， bB
1mol kg1
且符合Henry定律状态的化学势(假想态)。
p
p B = k b,Bb
B
kb,B
实
假 想态
际
曲
线
A
1.0mol .kg -1
bB
B
图2-c
溶液中溶质的标准态
说明
选参考状态是基于热力学函数的绝对值无 法得知而采取的一种处理问题的方法。
§4-5
理想稀溶液及其组分的化学势
宏观定义：溶剂服从Raoult定律而溶质服从Henry定律 的溶液称为理想稀溶液。 稀溶液中的溶剂A：
A(l)
* A(l)
* A(l)
RT ln xA
Vmdp RT ln xA
p p

A(l) RT ln xA
（ 1）
∵
假 kx,B 想 态 p B =k x,Bx B
曲 实际 线
p
* 纯态 pB
A
xB
B
图2-a
溶液中溶质的标准态
或
B(l)
pB B(g) RT ln p kc,Bc cB B(g) RT ln RT ln p c cB * c ,B(l) RT ln c
溶剂、溶质的化学势分别符合(1)和(2)式的
溶液称为理想稀溶液。 稀溶液中溶剂A、溶质B化学势的表达式形
* 式相同， A(l)
注意
,
* 内容不同。 B(l)

* ABiblioteka Baidul)
:
纯溶剂A在与溶液具有相同T、p下的化学势。

* x,B(l)
:
与溶液具有相同的T、p，xB=1且符合 Henry定律状态的化学势（假想态）
nA
mA
MA
1
,
bB
nB
mA
B
∴ xA
1 M A bB
B
ln xA ln(1 M A bB )
稀溶液
M A bB
B
∴ 溶剂A的化学势又可表示为：
A(l)
* A(l)
RTM A bB
B B
A(l) RTM A bB
第一次：萃取后V1中剩余溶质的质量W1
W1 / V1M c1 K c2 (W W1 ) / V2 M
KV1 W1 W KV1 V2
第二次，萃取后V1中剩余溶质的质量W2
W2 / V1M c1` K ` c2 (W1 W2 ) / V2 M
KV1 KV 1 W2 W1 W KV V KV1 V2 2 1
一定量萃取溶剂，少量多次萃取效率高
溶质化学势表示式应用举例 分配定律 一定 T 、 p 下，某物质在两互不相溶液体中溶解达 平衡时，该物质在两相中的浓度（活度）之比为一个 常数
cB (α ) K cB ( β )
分配系数
萃取效率的计算：
设有溶液体积V1 ，含某溶质W克，用与原溶剂
不互溶的溶剂萃取，每次用体积 V2 ，经过 n 次萃取 后，剩余溶质Wn=? 解： 设 c1 ——原溶液的浓度 c2 ——萃取到V2中浓度


* c ,B(l)
:
在与溶液相同的T、p下， cB
1mol dm 3
且符合Henry定律状态的化学势(假想态)。
p
p B =kc,BcB
kc,B
实
假 想态
曲 际
线
A
1.0mol dm -3
cB
.
B
图2-b
溶液中溶质的标准态
或
B(l)
pB B(g) RT ln p kb,Bb bB B(g) RT ln RT ln p b bB * b ,B(l) RT ln b
稀溶液中的溶质B：
pB B(l) B(g) B(g) RT ln p k x ,B xB B(g) RT ln p k x ,B B(g) RT ln RT ln xB p


* x ,B(l)
RT ln xB
（ 2）
理想稀溶液的热力学定义：