余高奇
凝聚相物质的活度及标准化学势研究
2026-10-25 06:02
阅读:386

本文拟结合平衡态热力学原理,探究化学反应中凝聚相物质的活度及标准化学势的计算原理,供参考.

系统选取25℃、100kPa条件下,化学反应 aA(s)+bB(l)→cC(g)+dD(aq)       (1)

  1.平衡态热力学凝聚相物质活度的规定

  平衡态热力学指定化学反应中凝聚相物质的活度为1,且保持不变. 

 即: α(凝聚相)=αeq(凝聚相)=1    (2)

  式(2)中“ α(凝聚相)及αeq(凝聚相)”分别代表化学反应中凝聚相物质任意时刻及平衡时的活度.

 2.标准化学势计算原理

   对于式(1)反应,平衡态热力学定义:

    image.png   (3)

      image.png       (4)

       image.png       (5)

   结合式(3)、(4)及(5),并推理可得:

   image.png      (6)

    image.png    (7)

   image.png   (8)

   image.png (9)

  式(8)及(9)中“image.png及image.png”分别表示理想气体C的平衡分压及水合离子D的平衡物质的量浓度;且

pθ=100kPa, cθ=1mol·dm-3.

 3.标准化学势的应用

  [例].试利用标准化学势计算25℃、100kPa下化学反应“C(金刚石)→C(石墨)”的标准摩尔吉布斯函数变

“image.png”. 25℃、100kPa下相关物质的热力学性质参见如下表1所示:

image.png

  结合平衡态热力学原理,并代入相关已知数据计算可得:

  image.png

       image.png      (10)

   另结合式(6)可得:

     image.png

     image.png

    结合式(3),并代入相关数据计算可得:

     image.png  (11)

   比较式(10)及(11)数据可知,两者结果相差较大;表明平衡态热力学将“凝聚相物质活度指定为1”

不符合热力学逻辑.

 4.结论

   ⑴纯固态凝聚相物质A及纯液态凝聚相物质B标准化学势计算公式如下:image.png及

image.png;

   ⑵理想气体C及水合离子B标准化学势计算公式如下:image.png及

image.png;

   ⑶ 平衡态热力学将“纯凝聚相物质活度指定为1”不符合热力学逻辑.

     

    

 

转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自余高奇科学网博客。

链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-3474471-1558089.html?mobile=1

收藏

当前推荐数:0
推荐到博客首页
网友评论0 条评论
确定删除指定的回复吗?
确定删除本博文吗?