物理化学上册第四章优秀课件

若两相处于平衡态，dG = 0 ，则必有：μ(β)μ(α)
§4.3 气体组分的化学势
物质 B 的化学势 B ，即偏摩尔吉布斯函数，是状态函数。
它没有绝对值。但是人为选择一个标准态作为计算基准。 气体的标准态是在为温度T， p100kPa下具有理
想气体性质的纯气体，该状态下的化学势称为标准化学 势，符号 μ B(g) 。气体的标准化学势是温度的函数。
pBkb,B bB , pCkb,C bC
2. 享利定律
例题 在293K时当HCl的分压为1.013105Pa时，它在苯中 物质的量分数为0.0425，若293K时纯苯的蒸气压为 1.00104Pa，问在苯与氯化氢的总压pɵ时，100g苯里溶解 多少克HCl？
例题
解： 因为 pHCl=kx,HCl xHCl 所以 kx,HCl= pHCl /xHCl =1.013105Pa/0.0425 =2.38104Pa 又因为在293K时 p = pC6H6+ pHCl=1.013105Pa 所以 P*C6H6·xC6H6+ kx,HCl ·xHCl =1.013105Pa
⑵ 溶液的总蒸汽压。
例题
解（1）由拉乌尔定律得：
p C H C l 3 p C * H C l 3 x C H C l 3 2 . 6 5 4 1 0 4 P a 0 . 5 1 . 3 2 7 1 0 4 P a
p C C l 4 = p C * C l 4 x C C l 4 1 . 5 2 7 1 0 4 P a 0 . 5 7 . 6 3 5 1 0 3 P a
μB(pg)μB(g)RTlnppB
pB = yB p
道尔顿定律
混合气体（包括理想的和非理想的）分压的定义 pB def yB p
式中： pB B气体的分压； p 混合气体的总压。 yB = 1 p = pB
理想气体混合物中某一组分B的分压 pB 等于该组分单独存 在于混合气体的T、V时产生的压力。
1. 纯理想气体的化学势：
1 摩尔纯理想气体 B 在 T 温度下，压力由标准压力 pp0变 到某压力 p, 则：
B(pgp,)B(pgp,) μ(g) μ(pg)
由 dμ dGm SmdT Vmdp dT 0
dμ*
dGm*
Vm*dp
பைடு நூலகம்
RT p
dp
RTd
ln
p
μ* (pg)
p
dμ* RT d lnp
pp C H C l3p C C l4 1 .3 2 7 1 0 4P a7 .6 3 5 1 0 3P a 2 .0 9 1 1 0 4P a
2. 享利定律
亨利定律（Henry’s Law） 1803年英国化学家Henry根据实验总结出另一条经验定律： 在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度（用物质 的量分数xB表示）与该气体的平衡分压pB成正比。 对稀溶液中挥发性溶质也适用。
由分压定律得：
y C H C l3 p C H C l3 1 .3 2 7 1 0 4 /7 .6 3 5 1 0 3 1 .7 3 4 1 y C H C l3 p C C l4
解 得 ： y C H C l3 = 0 .6 3 5 y C C l4 = 0 .3 6 5
（2）溶液的总蒸气压为两物质的分压和
pB kx,BxB
2. 享利定律
使用亨利定律应注意： (1)式中pB为该气体的分压。对于混合气体，在总压不大时， 亨利定律分别适用于每一种气体。
(3)溶液浓度愈稀，对亨利定律符合得愈好。对气体溶质，升 高温度或降低压力，降低了溶解度，能更好服从亨利定律。
2. 享利定律
pA , pB , pC … yA , yB , yC … xA , xB , xC … T恒定，平衡态，稀溶液
物理化学上册第四章
2. 化学势定义：混合物（或溶液）中组分 B 的偏摩尔吉布斯
函数GB又称为B的化学势。定义式为：
μB
GB
G nBTp, n,B
化学势判据
若要由 相到 相的相变化能自发进行，dG < 0 ，则必
μ(β)μ(α)
所以说，相变化自发进行的方向必然是从化学势高的那一相， 变成化学势低的那一相，即朝着化学势减小的方向进行。
μ (g)
p
4.3.1
得：μ*(pg) μ (g) RT ln p 4.3.2
p
2. 理想气体混合物中任一组分的化学势：
对于理想气体混合物，其任一组分 B 的标准态为，该气体 处于该温度及标准压力下的纯态。
因为分子间无相互作用力，因而其中某一组分 B 在某温度 T，总压力 p，摩尔分数 yB, (即分压力pB)下的化学势与它在 T， pB下的纯气体的化学势相同，即：
pA pA* xA
pApA *(1xB)
p
* A
pA
p
* A
xB
拉乌尔定律也可表示为：溶剂蒸气压的降低值与纯溶剂蒸气压
之比等于溶质的摩尔分数。
1. 拉乌尔定律
pA , pB , pC … yA , yB , yC …
xA , xB , xC …
pA pA* xA
pA p总yA
T恒定，气液达到平衡态
质的量浓度 cB来表示。
组成表示： ① 质量摩尔浓度(molality) bB:
bB
def
nB mA
溶质物质的量，单位 mol 溶剂的质量，单位 kg
bB 的单位：mol kg 1。
② 物质的量浓度(molarlity) cB:
cB
def
nB V
cB 的单位：mol m3。
1. 拉乌尔定律
拉乌尔定律（Raoult’s Law）
理想液态混合物：任一组分在全部组成范围内都符合拉 乌尔定律的液态混合物，称为理想液态混合物。
因此，若有纯液体 B 与 C 形成理想液态混合物，则其中
任一组分 B 均在全部组成范围内（即 0xB1），符合拉
乌尔定律。
例题
例题：298K时纯CHCl3和纯CCl4的饱和蒸汽压分别为 2.64×104Pa和1.527×104Pa，若两者形成理想溶液，并 由CHCl3和CCl4各为1.00mol混合而成。 计算 ⑴与溶液呈平衡的气相组成；
而理想气体混合物的总压等于各组分单独存在于混合气体
的T、V时产生的压力总和
道尔顿定律
§4.5 拉乌尔定律和亨利定律
理想稀溶液中溶剂的蒸气压和理想液态混合物中的任一组分 （溶剂及溶质）的蒸气压均可用拉乌尔定律描述；
理想稀溶液中挥发性溶质的蒸气压可用亨利定律描述。
组成表示法: 混合物的液相组成用摩尔分数 x 来表示 混合物的气相组成用摩尔分数 y来表示 溶液的组成用溶质B的质量摩尔浓度 bB ，或溶质B的物