化学反应(等温p外ΔV 等压) Qp ΔrUm= ΔrHm- ΔrHm=
溶液-多组分体系体系热力学在溶液中的应用
溶液组成的表示法:(1)物质的量分数:(2)质量摩尔浓度:(3)物质的量浓度: (4)质量浓度 拉乌尔定律 亨利定律:
化学势的各种表示式和某些符号的物理意义: 气体:
(1)纯理想气体的化学势 标准态:任意温度,p=pφ=101325Pa。μφ(T)为标准态时的化学势
(2)纯实际气体的化学势 标准态:任意温度,f=pφ且复合理想气体行为的假想态(即p=pφ,γ=1),μφ(T)为标准态时的化学势。
(3)混合理想气体中组分B的化学势 因为 所以不是标准态时的化学势,是纯B气体在指定T、p时的化学势。 溶液:
(1) 理想溶液组分的化学势
所以不是标准态时的化学势而是温度为T、溶液上方总压为p时,纯液体B的化学势。
(2) 稀溶液中各组分的化学势
溶剂: 不是标准态时的化学势而是温度为T、溶液上方总压为p时,纯溶剂A的化学势。 溶质:
,,均不是标准态时的化学势,均是T,p的函数,它们分别为:当xB=1,mB=1molkg-1,cB=1moldm-3时且服从亨利定律的那个假想态的化学势。 (4)非理想溶液中各组分的化学势
溶剂: 不是标准态的化学势,而是aA,x=1即xA=1,γA=1的纯组分A的化学势。 溶质:
,,均不是标准态时的化学势,均是T,p的函数,它们分别为:当aB,x=1,aB,m=1,aB,c=1时且服从亨利定律的那个假想态的化学势。 (4)活度a的求算公式:
ü 蒸汽压法:溶剂aA=γAxA=pA /pA * 溶质:aB=γBxB=pA /kc ü 凝固点下降法:溶剂
ü Gibbs-Duhem公式从溶质(剂)的活度求溶剂(质)的活度。 (5)理想溶液与非理想溶液性质: 理想溶液: 非理想溶液: 超额函数:
溶液热力学中的重要公式: (1) Gibbs-Duhem公式
(2) Duhem-Margule公式: 对二组分体系: 稀溶液依数性: (1)凝固点降低: (2)沸点升高:
(3)渗透压: 化平衡学
化学反应亲和势:A=- 化学反应等温式: 平衡常数的表达式:
温度,压力及惰性气体对化学平衡的影响:
电解质溶液
法拉第定律:Q=nzF m=
t+=====
r+为离子移动速率,U+( U-)为正(负)离子的电迁移率(亦称淌度)。 近似: (浓度不太大的强电解质溶液) 离子迁移数:tB== =+=1 电导:G=1/R=I/U=kA/l
电导率:k=1/ρ 单位:S·m-1 莫尔电导率:Λm=kVm=k/c 单位S·m2·mol-1
科尔劳乌施经验式:Λm= 离子独立移动定律:= 奥斯特瓦儿德稀释定律:=
平均质量摩尔浓度:=
平均活度系数:= 平均活度:== 电解质B的活度:aB== m+=v+mB m-=v-mB 离子强度:I=
德拜-休克尔公式:lg=-A|z+z--|
可逆电池的电动势及其应用
(ΔrG)T,p=-Wf,max (ΔrGm)T,p=zEF
Nernst Equation:若电池反应为 cC+dD=gG+hH E=Eφ-
标准电动势Eφ与平衡常数Kφ的关系:Eφ= 还原电极电势的计算公式:=
计算电池反应的有关热力学函数变化值:= =-zEF+ QR=T= zF zF=
电极书面表示所采用的规则:负极写在左方,进行氧化反应(是阳极),正极写在右方,进行还原反应(是阴极) 电动势测定的应用:
(1)求热力学函数变量ΔrGm、ΔrGmΦ、、及电池的可逆热效应QR等。 (2)求氧化还原反应的热力学平衡常数KΦ值:KΦ= EΦ= E= (3)求难溶盐的溶度积Ksp、水的离子积Kw及弱酸弱碱的电离常数等。 (4)求电解质溶液的平均活度系数和电极的值。
(5)从液接电势求离子的迁移数。Pt,H2(p)|HCl(m)|HCl(m’)| H2(p),Pt
1-1价型:Ej= E=Ec+Ej=
高价型:Mz+Az-(m1)|Mz+Az-(m2) Ej= (6)利用醌氢醌电极或玻璃电极测定溶液的pH
电解与极化作用 E分解=E可逆+ΔE不可逆+IR ΔE不可逆=η阴+η阳
η阴=(φ可逆-φ不可逆)阴 η阳=(φ不可逆-φ可逆)阳 φ阳,析出=φ阳,可逆+η阳 φ阴,析出=φ阴,可逆-η阴 η=a+blnj
E(实际分解)=E(理论分解)+η(阴)+η(阳)+IR
对电解池,由于超电势的存在,总是使外加电压增加而多消耗电能;对原电池,由于超电势的存在,使电池电动势变小而降低了对外作功的能力。
在阴极上,(还原)电势愈正者,其氧化态愈先还原而析出;同理,在阳机上,则(还原)电势愈负者其还原态愈先氧化而析出。(需外加电压小)
化学反应动力学
半衰期法计算反应级数:
kp=kc(RT)1-n Ea-Ea’=Q 化学反应动力学基础二: ZAB== μ= 若体系只有一种分子:
物理化学公式大全
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