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多组分-相平衡-化学平衡小结
(4) r G2 r G1 Vm (P2 P1 )
(5) G2 G1 T2 dT
T2
T1
T1
T2
17、范特霍夫等压式
dln
K T
dT
Δ r
H
m
(T
RT 2
)
ln
K (T )
Δ r
H
m
B
RT
ln
K (T2 ) K (T1 )
c. 由二个或两个以上纯组分 mixS0 理想液态混合物
mixS = -RnBlnxB>0
d. 由二个或两个以上纯组分 mixG0 理想液态混合物
mixG = RTnBlnxB<0 (47)
7、广义化学势公式
B B RTlnaB
(53)
pB (理气)
f =C-+2=2-2+2=2
(3) C = S - R - R´=3 - 1 - 1=1
f = C - + 1 =1 - 2 + 1 = 0
例2 (1) 仅由CaCO3(s)部分分解,建立如下反应平衡: CaCO3 (s) = CaO(s)+CO2(g)
(2) 由任意量的 CaCO3 (s) 、 CaO (s)、 CO2 (g)建立如下反应平衡: CaCO3 (s) = CaO(s)+CO2(g)
对 B 进 行 物 料 衡 算 此 处 应 注 意 浓 度 的 一 致 性
W 总=40+60=100=WA+WB
(WA+WB)W%=WA WA WB A%+WB WB B%
WA WB
WB B% W% W% WB A%
若 为 摩 尔 分 数 浓 度XB, 则 相 应 为 摩 尔 数 之 比nA/nB
(3) 在298K时仅由 NH4Cl(s) 部分分解,建立如下反应平衡: NH4Cl (s) =NH3(g)+HCl(g)
试求系统的 组分(独立)数 C=? 自由度数 f =?
解:
(1) C = S - R - R´= 3 - 1 - 1=1
f =C- +2= 1-2+2=1
(2) C = S - R - R´= 3 - 1 - 0 =2
。T/K
a
2.相图(本题12分)
某A-B二组分凝聚系统相图如下图所示:T/K (2). 绘出沿a的冷却曲线;
a
L
L
L+ γ L+ β
+
A L+ γ C
α
WB% →
α
L+ γ
α+γ
γ
B
β t/ 时 间
γ+β
A
B
t/s
T/K
某A-B二组分凝聚系统相图如下图所示: (3). 求出各区、线的自由度 (2). 绘出沿a的冷却曲线; (3). 求出各区、线的自由度。
k f mB
R(Tf* )2 M A
fus
H
* m
,A
mB
浓溶液不服从以上公式,但不等于不变化。 只是变化不服从上式而已
10、相律 ①
f=S- R - R’ - φ+ 2
f=C- φ+ 2
f---自由度:
a.描述体系的相平衡状态时所需最少强度性质数目; b.相平衡时,即无旧相消失,又无新相生成的的条
解: 1 2 3 1
11、单组分两相平衡
dT dp
TβαVm*
H β
*
α
m
克拉伯龙 ---单组份任意两相平衡
ln p
vap
H
* m
B
RT
克拉伯龙---克劳修斯 ---单组份其中一相是气相的两相平衡
ln
p2 p1
vap
H
* m
R
1 T1
1 T2
vap
H
* m
C=1, φ最大=3 C=2, φ最大=4 C=3, φ最大=5
例1 (1) 仅由 NH4Cl(s) 部分分解,建立如下反应平衡: NH4Cl (s) =NH3(g)+HCl(g)
(2) 由任意量的 NH4Cl (s) 、NH3(g)、HCl(g) 建立如下反应平衡: NH4Cl (s) =NH3(g)+HCl(g)
Δ
r
H
m
R
1 T1
1 T2
ln
K
a
T1
RT
a ln T RT
bT 2R
c 'T 2
6R
I
B
K
p
(P
)B
B
B
B
K (T
)
( (
pYeq /p) y pAeq /p)a
K (T)
(
x
eq B
)
B
f B B
B
B
15、化学反应吉布斯函数
(1) ΔGθ= ΔHθ- TΔSθ
(2) r Gm B f Gm (B)
B
(3) r Gm zFE
B
A nB
T ,V ,n(C,CB)
||
B
U nB
def
= B GB
S ,V ,n(C,CB)
G nB
T ,P,n(C,CB)
||
B
H nB
S , p,n(C,CB)
(20)
所谓化学势者:乃化学反应、相变化和物质迁移之推动力是也!
P1+Π
解:3 3 3
溶液 纯溶剂
半透膜
例题 1 今将一定量的 NaHCO3(s)放入一个真空容器中,加热分
解并建立平衡: 2 NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
则系统的浓度限制条件数 R`=______;组分数 C =____;相数 =______;自由度数 =______。
3、多组分组成可变的均相系统的热力学基本方程。
于是
dG SdT Vdp BdnB (16 )
B
再得
dA SdT pdV BdnB
( 17)
B
dU TdS - pdV BdnB
(18)
B
dH TdS Vdp BdnB
( 19)
B
基本公式
在足够稀的溶液中有:
xB
nA nA nB
wB / M B wA / M A wB / M B
mB 1 MA B
nB
1
cB cBM
B
MA
cB
xB
nB nA
wB wA
/MB /MA
M AmB
cBM A
2、偏摩尔量与化学势
ZB
def
Z nB
T , p,nC,C B
5、溶液定律
pA=PA*XA
pA pA* aA (aA A xA )
pB kbaB
pB=kx xB
( aB
B
bB b
)
6、理想混合物特征
a. 由二个或两个以上纯组分 mixH0 理想液态混合物 (T,p )混合
b. 由二个或两个以上纯组分 mixV0 理想液态混合物 (T,p )混合
件下,体系可以独立改变的强度性质数目。
C--组分数=S- R - R’ 一般与物种数不等
R--独立的化学方程式数:
C(石)+(1/2)O2=CO 独立的只有两个
C (石) +O2=CO2 CO+(1/2)O2=CO2
∴f=(4-2-0)-2+2=2
R’--同一相中的浓度关系式数目: 上题若指定氧与一氧化碳浓度比为2:1,则R’=1
2、 标 出 各 取 、 线 、 的
A
a tf*,C
b
tb*,B自由 度;
3、 会 出 沿ab 的 步 冷
tf*,B曲 线。
E2 E1
A
C
B
xB
三个基本类型的相图组合而成的 较复杂的相图
例题某A-B二组分凝聚系统相图如下图所示:
(1). 求出各区、线的稳定相态;(2). 绘出沿a的冷却曲线;
(3). 求出各区、线的自由度。
p
fB p
~p
p
(实气)
XA bB b XB aA aB aB
(理想稀液溶剂)
(理想稀液溶质) (理想混合物) (真实稀液溶剂) (真实稀液溶质)
(真实混合物)
8、稀溶液的依数性
Π=RTCB
p pA* xB
Tb kbmB
R(Tb*)2 M A
vapH
* m ,A
mB
Tf
e RT
K
a
(aZeq ) z (aYeq ) y
(a
eq A
)
a
(a
eq B
)
b
K
a
K
p
(P
B )B
K p
B KC (RT) B
B
ห้องสมุดไป่ตู้ K (X P总)B
Kn(
B