第三章物质的状态与相变资料

pi
ni n总
p总＝xi p总＝VV总i
p总
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例题：
某温度下，将1.013x105Pa的N2 2L和 0.5065x105Pa的O2 3L放入6L的真空容器中 求N2和O2的分压及混合气体总压。
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3.2 液体
3.2.1 液体的蒸发 3.2.2 液体的沸腾 3.2.3 气体的液化 3.2.4 相 图
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（二）气体分体积定律
阿马加定律：即理想气体混合物的总体积V为各 组分分体积之和；
同温同压下，理想气体各组分物质体积比必等于 它们的“物质的量”之比；
Vi V总 ni n总 xi
Vi V总
：分体积与总体积之比，称组分气体的体积分数， 它在数值上即等于其摩尔分数，即，
➢ 升高温度，液体蒸气压增大。当液体蒸气压与外 界压力相等时，称之为沸腾。
➢ 沸腾与蒸发的区别？
➢ 我们把外压等于一个标准大气压(101.325 kPa)时 液体的沸腾温度称作正常沸点，简称沸点。
➢ 水的沸腾温度，随外界压力增大而增大。见下表
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3.2.2 液体的沸腾与沸点
化学基础与分析技术
第三章 物质的状态与相变
广东省食品药品职业学院
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基本内容和重点要求
3.1 气体 3.2 液体 3.3 固体
重点要求掌握理想气体状态方程、分压定 律、饱和蒸气压
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3.1 气 体
3.1.1 理想气体 3.1.2 实际气体 3.1.3 气体状态方程 3.1.4 气体的分压定律和分体积定律
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3.1.1 理想气体
理想气体 概念： ➢ 分子体积与气体体积相比可以忽略不计 ➢ 分子之间没有相互吸引力 ➢ 分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞 ➢ 不造成动能损失
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3.1.2 实际气体
实际气体分子本身有一定体积，其真正体 积比表观体积小；
（一）气体分压定律——道尔顿定律：
P总、P分、n总、n分之间的关系 P总=Pi = P1 +P2 +P3 +·····
P1 / P2 = n1 / n2
理想气体中某一组分B的分压等于该组分单独存在于混合 气体的温度T及总体积V的条件下所具有的压力；
而混合气体的总压即等于各组分单独存在于混合气体的温 度、体积条件下产生压力的总和。
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3.2.3气体的液化
物质的压力和温度同时超过它的临界压力和临 界温度的状态称为该物质的超临界状态。 超临界状态是一种特殊的流体。在临界点附近， 它有很大的可压缩性，适当增加压力，可使它的 密度接近一般液体的密度，因而有很好的溶解性 能。另一方面，超临界态的黏度只有一般液体的 1/12至1/4，但它的扩散系数却比一般液体大7至 24倍，近似于气体。
➢ 在沸腾时，液体的气化是在整个液体中进行，与 蒸发在液体表面进行是有区别的。液体的沸腾温 度与外界压力密切相关。当外界压力增大，沸腾 温度升高，外压减小，沸腾温度降低，而蒸发是 时刻进行的。
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3.2.2 液体的沸腾与沸点
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3.2.3气体的液化
气体变成液体的过程叫做液化或凝聚。
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3.2.4 相 图
（二）相平衡 在一定的条件下，当一个多相系统中各相
的性质和数量均不随时间变化时，称此系 统处于相平衡。
实际气体状态方程
( p an2 )(V nb) nRT V2
(p
a Vm2
)(Vm
b)
RT
a
V 2 是压力校正项，即称为内压力；
b是体积校正项，是气体分子占有的体积。
常量a，b大小与气体分子摩尔质量正比，a大则分子间 作用力大。
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3.1.4气体分压定律和分体积定律
实际气体分子间有相互作用力，因此其真 正压力比表观的压力大。
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3.1.3气体状态方程
理想气体的状态方程 pV＝nRT 描述理想气体在处于平衡态时，压强、体
积、物质的量、温度间关系的状态方程。 它建立在波义耳定律、查理定律、盖-吕萨 克定律等经验定律上。
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超临界萃取设备
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3.2.4 相 图
（一）相
被人为划定作为研究对象的物质叫系统。在一个 系统中，物理和化学性质完全相同并且组成均匀 的部分称为相。
相和态是两个不同的概念，态是指物质的聚集状 态，如由乙醚和水所构成的系统，只有一个状态 ——液态，却包含有两个相。
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理想气体的状态方程
波义尔定律：当n和T一定时，气体的V与p成反比
V 1/p
(1)
查理-盖吕萨克定律： n和p一定时，V与T成正比
V T
(2)
阿佛加德罗定律：p与T一定时，V和n成正比
V n
(3)
以上三个经验定律的表达式合并得V nT/p (4)
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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3.2.1 液体的蒸发
（1）蒸发过程 蒸发指的是物质从液态转化为气态的相变过程。
影响蒸发的因素： 一是与温度高低有关 二是与液面面积大小有关 三是与空气流动有关
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3.2.1 液体的蒸发
（2）饱和蒸气压 ➢当蒸气的凝聚速度和液体蒸发速度相等时，体系达到一 种动态平衡，这时的蒸气压力叫饱和蒸气压。
饱和蒸汽压特征： 1、液体的自有属性，外界条件（温度、压力）一定，就有 确定的数值。 2、是描述单组分体系气液两相平衡时具备的特征 。 3、不同环境，其数值不同。如真空、惰性气体。 4、蒸气压越大表示液体内分子的逃逸倾向越大，即越容易 挥发。
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3.2.2 液体的沸腾与沸点
在降低温度（减小液体的饱和蒸气压）或压缩体积。
临界状态：指纯物质的气、液两相平衡共存的极限热力状态
临界温度Tc：在加压条件下使气体液化所需的一定的温度。 临界压强Pc：在临界温度时，使气体液化所需的最低压强。 临界体积Vc：在临界温度和临界压强下，1mol气体所占的体
积。
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