热力学平衡中的假想态浅议

2012-09-25陈良坦

大学化学 2012年3期

关键词：化学势假想溶质

陈良坦

(厦门大学化学化工学院福建厦门 361005)

物理化学逻辑性强，一般的常规研究方法如对立统一的辩证方法，归纳与演绎的逻辑方法，对复杂体系引入假设并建立模型、最后上升为理论的数学物理方法等都在物理化学的研究中被普遍应用。下面谈谈假想态概念在处理热力学平衡规律中的作用。

1 稀溶液体系中溶质的化学势等温式

在稀溶液中，溶质B的化学势等温式依浓度表示形式的不同而变：

(1)

(2)

(3)

事实上，上述3式不但适用于挥发性溶质，而且可用于难挥发性溶质。物质的挥发性与否都是相对的，“假想态”反映的是高浓度溶质偏离亨利定律的行为，而与溶质的挥发性大小或在气相中的行为无关。因此，只要溶质在气相中存在并与液相达平衡，则通过相同的导出方法，同样可导出不挥发溶质的化学势等温式。当然，为避免引入困惑，最好将“不挥发溶质”改为“难挥发溶质”，尽管仅一字之差，但结论却截然不同。原则上，不挥发溶质并无化学势等温式可言。

在稀溶液中溶质化学势等温式的推导过程中，引入假想态概念的好处有：

① 赋予化学势等温式中的各项以明确的物理意义；

② 等温式只与溶质的液相性质有关，而与溶质在气相中的行为无关；

③ 使公式简化的同时又不影响实际计算结果。