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AdvancedChemical Engineering

Thermodynamics

Chapter 9Electrolyte Solutions

2Chapter 9

Electrolyte Solutions

電解質溶液

許多工業程序或自然程序的相平衡問題都牽涉到電解質溶液

電解質的熱力學函數並沒有明確的定義

沒有通用的標準可接受的標號用於電解質

獨立變數為溫度溶劑成分的濃度滲透壓力

3Chapter 9

Electrolyte Solutions

非揮發成分溶質的活性係數

溶液中各成分之化學勢能的定義關係式

參考狀態的化學勢能 活性 活性係數 可量測濃度

4Chapter 9

Electrolyte Solutions

非揮發性溶質溶於溶劑的混合物

溶質不存在液態 參考狀態的化學勢能須做

不同的選擇

不能選擇無限稀釋溶液

5Chapter 9

Electrolyte Solutions

組成標度的應用

在一般石化有機物質慣於採用莫耳分率

聚合物溶液採用體積分率 含非揮發性溶質的溶液通

常有引用到三種組成標度表示其濃度

6Chapter 9

Electrolyte Solutions

不同濃度變數使用利用不同上標表示其參考狀態的化學勢能

三種濃度變數下之活性係數的換算式

7Chapter 9

Electrolyte Solutions

由 Gibbs-Duhem 方程式推導得到溶劑的活性表示式

滲透係數的定義

滲透壓與溶劑活性的關係式

溶劑活性與溶液組成的關係式

8Chapter 9

Electrolyte Solutions

滲透係數的計算式

當系統在中等壓力條件時 活性可由溶劑的分壓與熱

力性質飽和蒸氣壓求取

則滲透係數可如式表示

9Chapter 9

Electrolyte Solutions

電解質溶液 電中性 化工熱力學的討論是以成

分的觀點量測描述熱力性質

對氯化鈉水溶液僅屬於兩個成分的系統但溶液中卻有中性分子陽離子與陰離子

電解質的解離如方程式

10Chapter 9

Electrolyte Solutions

解離須遵守電中性

化學勢能的表示式 化學平衡時化學勢能的關

係式 電解質的化學勢能表示式

參考點的化學勢能關係式且多以重量莫耳濃度為 1

11Chapter 9

Electrolyte Solutions

一種有效的表示方式

平均離子濃度的定義

平均離子活性係數的定義

平均離子活性

12Chapter 9

Electrolyte Solutions

強電解質的行為

13Chapter 9

Electrolyte Solutions

活性數據的量測 電化學電池的電位 溶解度和依數性質的量測 蒸氣壓量測

電解質溶液的滲透係數 電解質溶液之溶劑的化學

勢能

滲透係數的定義

14Chapter 9

Electrolyte Solutions

溶劑之理想溶液活性係數的計算式

真實溶液的滲透係數

莫耳分率的化學勢能

15Chapter 9

Electrolyte Solutions

另一種相對理想行為的定義

有理的滲透係數 其特性有如滲透係數 唯其化學勢能關係式之使

用單位為莫耳分率

滲透係數與有理滲透係數的差異

16Chapter 9

Electrolyte Solutions

兩滲透係數的關係

17Chapter 9

Electrolyte Solutions

滲透係數與平均離子活性係數的關係

溶劑與溶質熱力行為描述應用的變數關係

兩者之關係依循 Gibbs-Duhem 方程式

平均離子活性係數的推導

18Chapter 9

Electrolyte Solutions

活性函數變量式

活性係數變量數

19Chapter 9

Electrolyte Solutions

極稀釋溶液時 積分之

推導得到之活性係數表示式

20Chapter 9

Electrolyte Solutions

劇情如何發展？敬請期待！