化学位

科普中国-科学百科 2018-02-22

  在一个均匀体系内,加入极微量的某物质(无限小量),并保持体系的均匀性以及体积和熵不变,体系内能的增量与加入物质量之比即为该加入物质的化学位。1

  定义

  化学位(Chemical degree)又称化学势(Chemical polential)。通常指偏摩尔自由能。决定物质传递方向和限度的物理量。任何物质若存在于两相中,则物质必从化学势大的一相向化学势较小的一相传递,当两相达到平衡时,该物质在两相中的化学势必相等。对于化学反应,在等温等压下,若反应物化学势的总和大干产物化学势的总和时,反应自发向右进行反之,逆反应自发进行。当反应达到平衡时,反应物化学势的总和必等于产物化学势的总和。化学势在“相平衡”和“化学平衡”中有重要应用.参见“偏摩尔量”。2

  化学位的特征

  (1)化学位是体系的性质,是状态函数,是强度性质。

  (2)化学位的绝对值是不能测定的,只能测定两状态问的相对值。

  (3)化学位的数值决定于状态,故状态变化时,如温度、压强及各物质的摩尔数发生任何变化时,都会改变化学位数值。

  化学位可以由内能、自由焓、焓或自由能引入,但各偏导数的条件不同。它们的关系为

  

  表示在给定的条件内,体系中1mol i组分的内能,或1mol i组分的自由焓等。这里必须注意两点:

  首先,按照偏导数的定义,,而且。也就是说,加入△ni的i组分后,体系的组成几乎没有改变。如果组成有了改变,各物质的化学位就会发生变化,而不可能得到真正的i组元的化学位。

  其次,由于化学位的数值与物质的总量无关,所以是强度性质。

  若体系还做有其他有效功,如电功、磁功、表面功等,用ΣXdY表示这些功,则完整的热力学基本公式如下:

  dU=TdS-pdV-ΣXdY+Σ△μidni

  dH=TdS+Vdp-ΣXdY+Σ△μidni

  dA=-SdT-pdV-ΣXdY+Σ△μidni

  dA=-SdT-Vdq-ΣXdY+Σ△μidni

  不做有效功时

  dU=TdS-pdV+Σ△μidni

  在恒温恒压及恒组成的条件下将体系扩大,可得

  △U=T△S-p△V+Σ△μidni1

  本词条内容贡献者为:

  陈红 - 副教授 - 西南大学

责任编辑:科普云

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