Transcript Document

(d) ギブズ － デュエムの式
２成分混合物の全ギブスエネルギー：
化学ポテンシャルは組成に依存
⇒ 組成を微小変化させたとき２成分系の G の変化
と予想される．しかし，定圧定温ではギブスエネルギーの変化
G は状態関数 ⇒ この２式は互いに等しい
すなわち、
（2成分系のギブズ － デュエムの式）
ギブズーデュエムの式 （一般式）
◎ 混合物の一つの成分の化学ポテンシャルは
他の成分の化学ポテンシャルと独立には変化できない
◎ ２成分混合物では，一方の部分モル量が増加したら，
他方は減少しなければならない
◎ すべての部分モル量について同様
（例） 水の部分モル体積が増加
⇔ エタノールの方は減少
課題 １
５・２ 混合の熱力学
◎ 混合物のギブスエネルギーの組成への依存性
◎ 定温，定圧では系はギブズエネルギーが低い方へ向かう
同じ容器に導入された２種の気体
自発的に混合
G の減少に対応していなければならない
(a) 完全気体の混合のギブズエネルギー
◎ 純粋な気体の化学ポテンシャル
Gm(p) = Gm + R T ln ( p / p )
化学ポテンシャルの定義
⇒
1 bar の純粋な気体を表す
標準化学ポテンシャル
(p.111 , 3･57)
圧力 p を
に相対的な圧力で表す（すなわち p [bar] と表す）と、
混合前の系の全ギブズエネルギー
混合後のそれぞれの気体の分圧 : pA, pB (pA + pB = p)
全ギブスエネルギー
この差 Gf－Gi ： 混合のギブズエネルギー
nJ → xJ n （xJ: モル分率、n: A, B合計の総物質量）, pJ / p = xJ
◎ モル分率 ＜ １
⇒ 対数部分はともに負
⇒ ΔmixG ＜ 0
⇒ 完全気体はあらゆる組成で自発的に混合
課題 ２
(b) 混合に関する他の熱力学関数
（
⇒
混合エントロピー
◎ 対数部分はともに負
⇒ すべての混合割合に対してΔmixS ＞0
（例） 気体が等量 （xA = xB = ½ ）
ΔmixS = n R ln2
混合エンタルピー
ΔmixG = ΔmixH － T ΔmixS 、上の2式より、
ΔmixH = 0
）