6理想稀溶液

稀溶液中溶剂的化学势
理想稀溶液: 一定温度下, 溶剂A 和溶质B 分别服从拉乌尔定律 和亨利定律的无限稀薄溶液. 理想稀溶液的溶剂与理想混合物中任一 组分同样遵守拉乌尔定律, 并规定了同样的 标准态, 因而具有相同的化学势表达式. p p
A B
A (l) A (l) RT ln x A

B b,

B ( 溶质)

p p

VB (溶质)dp


B (溶质) b,

B ( 溶质)
RT ln( bB / b )

p p

VB (溶质)dp


通常可忽略积分项,
B (溶质) b,
B ( 溶质)
RT ln( bB / b )
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其它组成标度表示的溶质的化学势
• 挥发性溶质3种标准态示意图如下:
pB pB pB
k x ,B
pB

bB

bB
cB

cB
xB 1
• 标准态: T, p , bB=b, pB = kb, BbB (红点)
• 对应的实际态: T, p , bB = b, pB≠kb, BbB(白点)
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溶质的化学势表示式应用举例——分配定律
B (溶质) c ,

通常压力下
B ( 溶质)
RT ln( cB / c )

溶液的组成用xB 表示时, 亨利定律pB = kx,B xB
B (溶质) x ,

B ( 溶质)
RT ln xB
p p

VB (溶质)dp

式中溶质B 的标准态: 温度为 T, 压力为 p , 其物质的量浓度 xB = 1 的理想稀溶液中的溶质B (假想态).

B (g) RT ln( kb,BbB / p ) RT ln( bB / b )

b = 1molkg1. 式中前两项为 bB = b 的理想稀溶液中的溶质B 的化学势 ( 简记作B ). 溶质B 的标准态: 压力为 p , bB = b 的理想稀溶液中的溶质B (假想态). 标准化学势记作 b, B (溶质) .
A (l) A (l) RT ln x A Vm, A (l)dp


p

p

xA xB
溶剂分子 溶质分子 • 理想稀溶液的气 -液平衡
M A bB
B
通常可以忽略积分项,
A (l) A (l) RT ln xA

可以证明,
ln x A ln( 1 M A bB )
B (溶质) x ,

通常压力下
B ( 溶质)
RT ln xB
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其它组成标度表示的溶质的化学势
• 溶质化学势的 3 种表达式对非挥发性溶质同样适用. • 适用于理想稀溶液, 对一般稀溶液中的溶质也近似适用.
• 3 种表达式的采用的浓度不同, 标准化学势的大小也不同, 但 确定组成的稀溶液中的溶质的化学势不随组成表示方式而变.

cB ( ) c

cB ( ) cB ( )

( c ,B ( ) c ,B ( )) RT
萃取动画演示
•碘在水和四氯化碳中的 分配平衡 (左)刚加入的碘溶入水层 (右)碘在两液层中达平衡
cB ( ) cB ( )
Kc
此式要求溶质在两相中的浓度不大, 且在两相中的分子形式相同.
B

稀溶液
A (l) A (l) RTM A bB
B
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稀溶液中溶质的化学势
设有一组成为 bB 理想稀溶液, 在T, p下达到气-液两相平衡, 由相平衡条件, 若蒸气为理想气体, 则有 B (溶质) B (g) B (g) RT ln( pB / p ) pB = kb, BbB
能斯特分配定律: 在一定温度和压力下, 当 溶质在共存的两不互溶液体间成平衡时, 若 所形成的溶液的浓度不大, 则溶质在两液相 中的浓度之比为一常数. 分配平衡时, 溶质在两相中化学势相等:
c ,B ( ) RT ln
ln

cB ( ) c

c ,B ( ) RT ln

溶液的组成用cB 表示时, 亨利定律 pB = kc,B cB
B (溶质) c ,

B (Biblioteka Baidu溶质)
RT ln( cB / c )

p p

VB (溶质)dp

式中溶质B 的标准态: 温度为 T, 压力为 p , 其物质的量浓度
cB = c的理想稀溶液中的溶质B (假想态).
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