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B
T,p=T,p=
,
WB
WB
T,p+RTlnmBmT,p+RTlnc
B
B
WB
T,p=T,p=
B
T+RTlnkmm
B
pp
BB
c
B
T+RTlnkcc
B
T,pT,p,T,p均不是标准态时的化学势,均是T,p的函数,它们
-1
-3
分别为:当xB=1,mB=1molkg,cB=1moldm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:
A
T,p=
A
T,p+RTlna
A,xA
T,p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:
BB
T,p=T,p=
B
T,p+RTlnaT,p+RTlna
B,x
aB,x=
B,x
xB
WB
B,m
aB,m=aB,c=
m
mBmcBc
B
T,p=
WB
B
T,p+RTlna
B
B,Cc
B
T,p,T,p,T,p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:
?蒸汽压法:溶剂aA=γAxA=pA /pA *溶质:aB=γBxB=pA /kc
??
凝固点下降法:溶剂lnaA=
fus
HmAR
1Tf
-
1Tf
Gibbs-Duhem公式从溶质(剂)的活度求溶剂(质)的活度。
dlnaA=-
xBxA
dlnaB
dln
A
=-
xBxA
dln
B
(5)理想溶液与非理想溶液性质:
理想溶液:
mix
mix
V=0
mix
H=0
mix
S=-R
B
nBlnxB
G=RT
B
nBlnxB
mix
非理想溶液:
E
V0Z-
re
mix
H
id
0
mix
G=
B
re
nBRTlnxB+
B
nBRTln
B
超额函数:Z=
mixmix
Z
溶液热力学中的重要公式:(1)Gibbs-Duhem公式
(2)Duhem-Margule公式:
xBdlnpB=0
对二组分体系:
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lnpAlnxA
稀溶液依数性:
T
=
lnpBlnxB
T
(1)凝固点降低:
Tf=KfmBKf=
RTf
fus
2
HmA
2
MAg
(2)沸点升高:(3)渗透压:
Tb=KbmBV=nBRT
Kb=
RTb
vap
HmA
gMA
化平衡学
化学反应亲和势:A=-化学反应等温式:
Gm=
r
Gm=-
B
BB
rr
Gm+RTlnQa
平衡常数的表达式:Kf=Kp=
Kf=KpKKx=Kp
pp
-
BB
pppp
g
GdDhHeE
p
-
B
B
Kp=Kpp
-
B
B
p
-
B
B
-
=Kpp
BB
Kc=Kp
RTp
-
B
B
=KpRT
-
B
B
温度,压力及惰性气体对化学平衡的影响:
dlnKdT
=
r
Hm
2
dlnKC
dT
RT
=
r
Um
2
RT
Kp=KC
cRTp
BB
电解质溶液
法拉第定律:Q=nzF r=Ut+=
I+I-
m=dEdl
QzF
M
dEdl=
r+r+r-
r-=U-=
UU+U-
=
m,m
=
UFU+U-F
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:
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m,
m,
Um,Um,
mm
(浓度不太大的强电解质溶液)
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离子迁移数:tB=IB
I
=QB
Q
tB=
莫尔电导率:Λ
t++t-=1
单位S·m·mol
2
-1
电导:G=1/R=I/U=kA/l
电导率:k=1/ρ单位:S·m-1
m=kVm=k/c
R=
lA=Kcell
K1
cell=
R=kR
科尔劳乌施经验式:Λm=
m
1-
c
离子独立移动定律:
m
=
m,
+m,-
=U++U-F
m,
=U+F
c
2
m
奥斯特瓦儿德稀释定律:
K
c
=
c
m
m
-
m
平均质量摩尔浓度:m=mvmv-1v
+
-
平均活度系数:
=
vv-1v
v
v-1v
+
-
平均活度:a=a+a
-
=
v
mv
电解质B的活度:aB=a=
m
av+v-v
1
B=a+
a-
=a
m+=v+mB
m-=v-mB
m=vvvv-
v
-
mB
离子强度:I=
12
miz
2i
i
德拜-休克尔公式:lg
=-A|z+z--|I
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
ghE=Eφ
-
RTzF
ln
aGaH
ac
a
dC
D
标准电动势Eφ
与平衡常数Kφ
的关系:Eφ
=RTzF
lnK
还原电极电势的计算公式:
=
-RTa还原态zFln
a氧化态
计算电池反应的有关热力学函数变化值:
Sm=zF
Er
T
p
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mm
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r
Hm=-zEF+zFT
ET1T1
p
QR=T1T2
r
Sm=zFT
ET
T2T1
rp
zF
E2T2
-
E1T1
=
r
Hm
-zF
E2T2E1T1
d
ET
=
Hm
2
T
dT
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Δ
rGm、ΔrGm
Φ
、
r
Hm、
r
Sm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
RTzF
RTzF
a生成物a反应物
zEF
K值:K=exp
RT
Φ
Φ
E=
Φ
右
-
左
E=
lnK-
ln
(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(5) 从液接电势求离子的迁移数。
1-1价型:Ej=t-t
RTF
z+
和电极的值。
Pt,H2(p)|HCl(m)|HCl(m’)| H2(p),Pt
mm'
=2t-1
RTFlnmm'
ln
E=Ec+Ej=RTm1
lnFm2
2tRTF
ln
mm'
高价型:MA(m1)|MA(m2)
z+
z-z-
Ej=
tz
-
t-z-
(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
可逆-φ不可逆)阴不可逆-φ可逆)阳η阴=(φη阳=(φ
阳,析出=φ阳,可逆+η阳φ阴,析出=φ阴,可逆-η阴φ
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
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lg
t12t
'12’
半衰期法计算反应级数:
+n=1
lg
a
a
kT
10
kT
=2~4
lnk=-
EaRT
+B
k=Aexp-1T2
t1t2
EaRT
dlnkdT
=
EaRT
2
Ea=RT
2
dlnkdT
ln
k2k1
=
EaR
1T1
-=ln
kp=kc(RT)
1-n
Ea-Ea
’
=Q
化学反应动力学基础二:
ZAB=d
2
AB
NANBV
V
8RT
=d
2AB
L
2
8RT
AB
μ=
MAMBMA+MB
若体系只有一种分子:ZAA=
22
d
2AA
NAV
2
8RTM
A
=2d
2AA
L
2
RTM
A
A
2
碰撞参数:b=dABsinθ碰撞截面:
‘r
12
-sinu1
2r
2
=
r
-1
bd
2
2
AB
反应截面:
r
=b=d
8kBT
2r2AB
1-
cr
kSCT(T)=d
2
AB
exp-
C
kBT
=d
2AB
L
8RT
exp-
ECRT
kSCT(T)=2d
kBTh
2AA
L
ECRT
exp-MART
r
k=
c
1-n
exp
Sm
R
exp
-
r
Hm
RT
=
kBTh
c
1-n
exp
-
r
Gm
RT
RT
几个能量之间的关系:Ea=Ec+RT/2=E0+mRT=
r
Hm+1-
B
B
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