Question

化学势和偏摩尔量有什么区别？

Answer 1

化学势一、定义 一种物质A被添加到另一种物质B中，混合物的自由能G可以表示为： G= XAGA+ XBGB+ ΔGmix 其中：XA和XB分别为物质A、B的含量，GA 和GB分别为物质A、B的吉布斯自由能。而ΔGmix=ΔHmix- TΔSmix 对于理想固溶体而言，系统中两物质的体积以及内能均保持不变，因此焓变为零，即ΔHmix=0，统计热力学给出混合熵的公式为： ΔSmix=-R(XAlnXA+ XBlnXB) 因此，混合后系统的吉布斯自由能为： G = (GA + RT lnXA) XA + (GB +RT lnXB) XB 物质A、B的化学势uA, uB就分别等于： uA = GA + RT lnXA uB = GB + RT lnXB 因此，混合后系统的吉布斯自由能可以用化学势表示成： G= uA XA + uB XB 从微分学理解，化学势就是吉布斯自由能对成分的偏微分 uA=(ΔG/ΔnA) T,P,nB=常数 所以，化学势又称为偏摩尔势能。 二、 讨论1、物理意义： 恒温恒压条件下，在指定组成的无限大体系中，加入1mol的B物质引起体系的Gibbs能的改变。也就是说，在指定条件下1mol的B物质对体系的G的贡献。化学势是强度性质，状态函数。 2、约束条件 注意到，化学势的定义是从恒温、恒压、恒内能、恒体积条件下得到的，因此实际固溶体中，系统自由能变化还会包括化学势以外的能量变化。 化学势的偏微分定义具有普适性，表示成分变化对能量变化的影响，即可以是线性关系，也可以是非线性关系。 3、适用范围 化学势的适用范围是气体、液体，但对于固体而言，由于引入一种物质，系统的原有物质不可能保持恒定，即内能和体积将会相应发生改变，此时，化学势需要做出相应修正，用扩散势代替。偏摩尔量定义： 在温度、压力及除了组分B以外其余组分的物质的量均不变的条件下，广度量X随组分B的物质的量nB变化率XB称为组分B的偏摩尔量。 方程式：XB=（φX/φnB）T、P、nC 对于纯物质，并不存在偏摩尔量的概念，它就是摩尔量。 偏摩尔体积可以看作是某一定浓度溶液中1摩尔该组分体系总体积的贡献。