2010冶金物理化学期末辅导(1)(3)

2019-04-15 23:06

● 组元i的浓度必须用摩尔分数。 而亨利定律:

● 是描述溶质组元

i

在液相中浓度与其在气相中的蒸气压的线性关系;在

'Xi???0或%i???0时,在定义域0?Xi?Xi或0?%i?%i成立;

'● 线性关系的斜率是从服从亨利定律的线性关系延长到Xi?1的蒸气压(当浓度用摩尔分数,实际上是假想纯溶质

i的蒸气压)或从服从亨利定律

的线性关系延长到%i?1的蒸气压(当浓度用质量百分浓度,实际上是假想%i的蒸气压);

● 组元i的浓度可以用摩尔分数,也可以用质量百分浓度。

拉乌尔定律与亨利定律在以下方面有联系:

●当溶液是理想溶液时,拉乌尔定律的斜率和亨利定律的斜率相等;

●拉乌尔定律与亨利定律都有共同的形式:Pi?kiXi

-------拉乌尔定律或亨利定律第一种表达式(实验式)

'当0?Xi?Xi时,ki?kH,i,i服从亨利定律;

当X\i?Xi?1时,ki?pi,i服从拉乌尔定律。

?理由:

事实上,组元i由液态中的组元变为气态,是一个物理过程, ?i??i?g? 当过程达平衡且服从拉乌尔定律或亨利定律时,有 ki?piXi -----拉乌尔定律或亨利定律第二种表达式(平衡式)

另外,其共同的形式还可以表达为: Xi?piki-------拉乌尔定律或亨利定律第三种表达式(标准态式)

ki是以下三个特殊状态的值,如下图,代表着三个标准态:

?当i服从拉乌尔定律时,Xi?1(i为纯物质),ki?pi(纯物质蒸气压),ki表示纯物质

标准态;

当服从亨利定律时(选择摩尔分数Xi),Xi?1(i为纯物质),ki?kH,i(假想纯物质

蒸气压),ki表示假想纯物质标准态;

当服从亨利定律时(选择质量百分浓度%i),%i?1(i的质量百分数为1),ki?k%,i( i的质量百分数为1时的假想蒸气压),ki表示假想i的质量百分数为1时的标准态;

3)重点掌握活度的三种定义

对组元i的浓度在X'i?Xi?Xi区间,组元既不服从拉乌尔定律,也不服从亨利定律,

\用这二定律线性关系的形式描述溶液中组元i的浓度与其在气相中的蒸气压的关系,对拉乌尔定律和亨利定律的浓度项进行修正。

拉乌尔定律修正为:Pi?Pi??xi??i??Pi?aR,i

??亨利定律修正为:Pi?kH,i?fH,i?xi??kH,i?aH,i 或

Pi?k%,i??f%,i??%i???k%,i?a%,i

或者,由拉乌尔定律及亨利定律的第三种表达式Xi?三种标准态活度的定义

当组元以纯物质为标准态,对Xi进行修正,pip?ipiki

?Xi?i?aR,i

当组元以假想纯物质为标准态,对Xi进行修正,pikH,i?Xif'i?aH,i

p当组元以假想的质量百分浓度%i为1做标准态时,对%i进行修正,i?%i?fi?a%,i

k%,iaR,i-拉乌尔活度或纯物质标准态的活度;?i-拉乌尔活度系数;

aH,i及a%,i-亨利活度或假想纯物质标准态及假想质量百分浓度等于1为标准态的活

度;fH,i及f%,i-亨利活度系数

4)重点掌握不同标准态活度及活度系数之间的关系

活度之间关系:

PiaR,i与aH,i之间关系 aR,iaH,i?Pi?PikH,i?kH,iPi???i

?aR,i与a%,i之间关系 aR,ia%,i?xi??i

??PiaH,i与a%,i关系

aH,ia%i,?kHPii,?kkH%i,i,?xi ?k%,i活度系数之间关系

?i与fH,i之间关系

aR,iaH,i???i得

??ixifH,ixi??i 所以

??i??ifH,i

注:该关系式在全浓度范围内都成立,没有限制条件。 ?i与f%,i的关系

aR,ia%,i?xi?i 得出

?? ?i??i?xi?f%,i??%i?xi (一般关系)

四个推论

(1)当?%i??0时,?i??if%,i。

?(2)?%i??0且服从亨利定律f%,i?1,所以,?i??i? (3)当?%i??100时,xi?1可得?i?100?ixif%,i

??(4)?%i??100,且服从拉乌尔定律?i?1。所以,f%,i?f%,i与fH,i之间关系

1100xi?i??

aH,ia%,i?xi

?得

fH,ixif%,i?%i??xi

? fH,i?xi???%i?xif%, i (一般关系)

四个推论:

(1)当?%i??0,得fH,i?f%,i (注不一定等于1)

(2)当?%i??0,且服从于亨利定律,得fH,i?f%,i?1 (3)当?%i??100,(xi?0)得fH,i?100xif%,i

? (4) 当?%i??100,(xi?0)且服从拉乌尔定律,由于f%,i?1100x??i?i

得fH,i??i1?i?

5)了解?的物理意义

活度系数与活度之间的换算 1)?i??KH,iPi?(两种标准态蒸汽压之比)

2)?i??aR,iaH,i(两种活度之比)

3)?i???if%,i (?%i??0)

两种活度系数之比

(0<[%i]<100)

?i???ifH,i在特殊区域内活度系数的表达

1)当?%i??0时,且服从亨利定律fH,i?1或f%,i?1,?i??i?。 2)当?%i??100,且服从拉乌尔定律?i?1。所以,f%,i?3).溶液对理想溶液的偏差

>1 溶液对理想溶液正偏差

??i1100x??i?i,fH,i?1??i

<1 溶液对理想溶液负偏差

=1 理想溶液

G?6)重点掌握标准溶解吉布斯自由能?sol的定义,特别是

??????? 对标准溶解过程 i??i? ?soGlii?i-纯组元i的化学势;?i-组元i在溶液中的标准化学势(i在溶液中的标准态有三

??种)。

特别是溶液中的?i?标准态为1%溶液标准态时 i??i?%

根据等温方程式

?solG???RTlna%,iaR,i?RTlnaR,ia%,i?RTlnAr1100Ari??i

7)重点掌握计算多元系溶液中活度系数的Wagner模型

在等温、等压下,对Fe-2-3-?体系,认为多元系组元2的活度系数f2取对数后是各组元的浓度?%2?,?%3?,?的函数,将其在浓度为零附近展开

?lgf2??%2?lgf2??%2???lgf2??%3??%3?????lgf2??%n??%n?


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