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从熵的角度解读凝固点降低公式

2016-02-13邢双喜孙文东

大学化学 2016年12期

邢双喜 孙文东

(东北师范大学化学学院,长春130024)

从熵的角度解读凝固点降低公式

邢双喜 孙文东*

(东北师范大学化学学院,长春130024)

利用ΔG=ΔH—TΔS推导了稀溶液凝固点降低公式,根据形成溶液前后相变熵的改变,对公式的含义进行了解读,即凝固点的降低完全归结于溶解过程相比于熔化过程的熵变增加。并对公式的拓展应用进行了简要分析。

凝固点降低;稀溶液的依数性;相变熵

凝固点降低是稀溶液的依数性之一,在忽略熔化焓随温度的变化时,导出凝固点降低的积分式为:

式中xA是稀溶液中溶剂A的摩尔分数是纯溶剂A的摩尔熔化焓是纯溶剂A的凝固点,Tf是稀溶液的凝固点。该式的导出方法有微分法[1]、吉布斯-亥姆霍兹公式法[2]、平衡常数法[3]等[4]。这些方法各具特点,是学习热力学方法的较好示例。但由于热力学演绎法偏重于数学逻辑,所以有时不易读出公式的物理意义。

众所周知,热力学理论是以热力学第一、二定律为基础,其中第二定律引出了熵的概念,熵是热力学理论的核心概念之一,且具有明确的物理意义,追溯平衡问题的源头无不与熵现象有关。因此本文将溶液平衡问题直接与熵变相关联,从ΔG=ΔH—TΔS公式出发导出式(1),在保持逻辑严谨、简明的同时,着重从熵的角度阐述凝固点变化的原因。

1 凝固点降低的定性说明

反之,当相变熵减小时,则相变温度升高,稀溶液的沸点升高就属于这种情况。

2 定量推导

若p不变,向上述平衡系统中加入少量……

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