химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

=. 1,304 смъ1г

Умиожии эти величины на молекулярные веса, получим парциальные мольные объемы компонентов (jf=0,484):

V! = 110,0; V2 = 41,78 см%\моль

§ 7. Термодинамические функции идеальных растворов газов

(смесей идеальных газов)

Смесь идеальных газов, подчиняющаяся уравнению Клапейрона—Менделеева, есть идеальный раствор газов.

Внутренняя энергия идеального раствора газов равна сумме внутренних энергий компонентов (каждая из которых равна

ni{J0i% т. е. внутренней энергии чистого компонента, масса которого равна массе компонента в растворе). Следовательно, учитывая уравнение (V, 20):

U = HnJJi = Znilft (V.21)

где и]—внутренняя энергия чистого компонента.

Таким образом, парциальные внутренние энергии компонентов в идеальных растворах газов равны мольным внутренним энергиям чистых газов.

Энтропия идеального газового раствора S равна сумме энтропии лД компонентов, каждый из которых занимает объем смеси. Для моля каждого компонента имеем:

т

St = s'.o + \CPi idT + R \nVt = St(T) + R\nVi (V, 22)

о ? • - i *

где Sf.(7)—сумма членов, отражающих зависимость энтропии идеального газа от температуры; V(—объем, приходящийся на один моль компонента i, занимающего весь объем V газовой смеси, т. е. Vt=*Vlnt.

Умножив уравнение (V, 22) на величину nt и складывая ntSt для всех компонентов, получим для всей смеси:

5 = 2 яД. = 2лД (Г) + R 2л,In^-]= 2лД.(Г) — R2nt]nct(V, 23)

Здесь сх=~-—концентрация данного компонента в растворе.

Для идеальных газов

v = 2njRT . _ nt nt t p Xjp jpi

V p ' ' V 2я,- RT ~ RT RT

Подставив это значение ct в уравнение (V, 23), находим для энтропии идеального раствора газов:

S = ^niSi{T)—R^nl\x\xi^-RZni\n^f

или

S = 2лД(Г) — # 2 л. In р, — #2 л, InRT

Объединив в этих выражениях члены, зависящие от температуры Т и общего давления р (в первой строчке) или только от температуры Т (во второй строчке), получим:

5 = 2яД'(Г, p)—R2nilnxt (V, 23а)

5 = 2 nfit (Т) — R 2 nt In ft (V, 236)

Используя уравнения (V, 21) и одно из уравнений (V, 23), (V, 23а) или (V, 236), можно составить уравнения для изохорного потенциала идеального раствора газов:

F = U — TS = 2 nffi — Г 2 лД (Г) + RT 2 я, In ct (V, 24)

F^XnJU] — TJlnfii(T, p) + RTZni\nxi (V,24a)

f = ? л/// — T S лД (Г) + ЯГЕ Л/ In р, (V, 246)

Для нахождения зависимости химических потенциалов компонентов от концентраций следует дифференцировать уравнение

(V, 24) по п1 при постоянных V и Г, учитывая

* = г. а~ ^ -rs<<г) + *га^ (2"<1п у)

Здесь дифференцируется только один член суммы, содержащий п{, по которому проводится дифференцирование:

^(nl\nnl-ni\nV) = \nnl + -!±—\nV= In^f + 1 = ]nc,+ 1 поэтому

iit = 1Д — TS; (T)+RT\nct+RT (V, 25)

Подставив в это уравнение ci=xi^f^^f^ получим:

р., = Щ —S, (Г) + ЯГ 1пр, — ЯГ In ЯГ + RT (V, 25а)

и

= У, —5, (Г) + ЯГ 1п*,+ ЯПп-^ + ЯГ (V, 256)

Объединив в уравнениях (V, 25), (V, 25а) и (V, 256) члены, не зависящие от концентрации или парциального давления компонента, получим:

Pt = gi{T) + ZT\nCi (V.26)

Vt = gi(T) + RT\npl (V,26a)

M-i = & (Г, P) + /?Г In *, (V, 266)

Все три выражения дают одну и ту же величину химического потенциала для данного состояния.

В этих выражениях ?,(Г)—химический потенциал компонента при концентрации, равной единице; g\{Г)—химический потенциал компонента при парциальном давлении, равном 1 атм (эта величина равна изобарному потенциалу компонента в чистом виде при р = 1 и температуре Г); g](T, р) —химический потенциал

(изобарный потенциал) компонента в чистом виде при давлении р и температуре Т.

Члены gi(T), g'i{T) и g"(T, /7) различаются по величине. Абсолютные их значения неизвестны, так как неизвестны величины U]. Зависимость gt{T)t gi(T) и gJ(T, р) от температуры может быть рассчитана по уравнениям (V, 25), если известны теплоемкости Cv< t.

§ 8, Неидеальные растворы газов. Летучесть компонентов раствора

Уравнение для химического потенциала компонента в неидеальном растворе газов, т. е. в смеси реальных газов, может быть найдено тем же путем, что и уравнения для идеального раствора, но в уравнении (V, 21) следует учесть зависимость U от V [см. уравнение (IV, 34)], а в уравнении (V, 22)—зависимость 5 от V [см. уравнение (IV, 42)1. Конкретный вид этих уравнений должен быть найден из уравнений состояния смеси реальных газов, в которой поведение компонента отличается от его поведения в индивидуальном состоянии.

Уравнения состояния смесей реальных газов в тех немногих случаях, когда они найдены и точно отражают свойства смесей, очень сложны и имеют характер эмпирических уравнений. Использование этих уравнений привело бы к крайне сложным выражениям для химического потенциала. Кроме того, для большинства газовых смесей уравнения состояния неизвестны. Поэтому химические потенциалы и некоторые другие свойства реальных смесей газов и жидких растворов находят, применяя метод летучести (см. стр. 131).

Парциальная летучесть к

страница 69
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
пионы и эвкалипт букет
Рекомендуем компанию Ренесанс - поручни для лестницы купить - оперативно, надежно и доступно!
кресло сеньор
Отличное предложение в КНС Нева: ноутбук MSI купить - доставка по Санкт-Петербургу и онлайн кредит "не выходя из дома" во всех городах северо-запада России!

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)