题目
4.14液体B和液体C可形成理想液态混合物。在25℃下,向无限大量组成 _(c)=0.4 的混合物中加入5 mol-|||-的纯液体C。求过程的 Delta G. △S。
题目解答
答案
解析
步骤 1:确定混合物的组成
在25℃下,向无限大量组成 ${x}_{c}=0.4$ 的混合物中加入5mol的纯液体C。由于混合物是无限大量的,加入少量的纯液体C不会改变混合物的组成,因此混合物的组成仍为 ${x}_{c}=0.4$。
步骤 2:计算混合物的化学势
对于理想液态混合物,化学势的计算公式为:
$$\mu_i = \mu_i^{\circ} + RT \ln x_i$$
其中,$\mu_i$ 是组分i的化学势,$\mu_i^{\circ}$ 是组分i的化学势标准值,R是气体常数,T是温度,$x_i$ 是组分i的摩尔分数。
步骤 3:计算过程的 $\Delta G$
过程的 $\Delta G$ 可以通过计算加入的纯液体C的化学势变化来得到。由于加入的纯液体C的化学势为 $\mu_C^{\circ}$,而混合物中液体C的化学势为 $\mu_C = \mu_C^{\circ} + RT \ln x_C$,因此:
$$\Delta G = n (\mu_C - \mu_C^{\circ}) = n RT \ln x_C$$
其中,n是加入的纯液体C的摩尔数,$x_C$ 是液体C的摩尔分数。
步骤 4:计算过程的 $\Delta S$
过程的 $\Delta S$ 可以通过计算加入的纯液体C的熵变来得到。由于加入的纯液体C的熵为 $S_C^{\circ}$,而混合物中液体C的熵为 $S_C = S_C^{\circ} + R \ln x_C$,因此:
$$\Delta S = n (S_C - S_C^{\circ}) = n R \ln x_C$$
其中,n是加入的纯液体C的摩尔数,$x_C$ 是液体C的摩尔分数。
在25℃下,向无限大量组成 ${x}_{c}=0.4$ 的混合物中加入5mol的纯液体C。由于混合物是无限大量的,加入少量的纯液体C不会改变混合物的组成,因此混合物的组成仍为 ${x}_{c}=0.4$。
步骤 2:计算混合物的化学势
对于理想液态混合物,化学势的计算公式为:
$$\mu_i = \mu_i^{\circ} + RT \ln x_i$$
其中,$\mu_i$ 是组分i的化学势,$\mu_i^{\circ}$ 是组分i的化学势标准值,R是气体常数,T是温度,$x_i$ 是组分i的摩尔分数。
步骤 3:计算过程的 $\Delta G$
过程的 $\Delta G$ 可以通过计算加入的纯液体C的化学势变化来得到。由于加入的纯液体C的化学势为 $\mu_C^{\circ}$,而混合物中液体C的化学势为 $\mu_C = \mu_C^{\circ} + RT \ln x_C$,因此:
$$\Delta G = n (\mu_C - \mu_C^{\circ}) = n RT \ln x_C$$
其中,n是加入的纯液体C的摩尔数,$x_C$ 是液体C的摩尔分数。
步骤 4:计算过程的 $\Delta S$
过程的 $\Delta S$ 可以通过计算加入的纯液体C的熵变来得到。由于加入的纯液体C的熵为 $S_C^{\circ}$,而混合物中液体C的熵为 $S_C = S_C^{\circ} + R \ln x_C$,因此:
$$\Delta S = n (S_C - S_C^{\circ}) = n R \ln x_C$$
其中,n是加入的纯液体C的摩尔数,$x_C$ 是液体C的摩尔分数。