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第1章 溶液热力学1

1.1 溶液的组分1

1.1.1 概念1

1.1.2 溶液的组分表示法1

1.2 偏摩尔量3

1.2.1 概述3

1.2.2 偏摩尔量的定义3

1.2.3 偏摩尔量的加和公式5

1.2.4 偏摩尔量的求法6

1.2.5 吉布斯-杜安公式——系统中偏摩尔量之间的关系8

1.3 化学势9

1.3.1 化学势的定义9

1.3.2 化学势在相平衡中的应用11

1.3.3 化学势与温度、压力的关系12

1.4 气体混合物中各组分的化学势13

1.4.1 理想气体及其混合物的化学势13

1.4.2 非理想气体混合物的化学势——逸度的概念14

1.4.3 逸度因子的求法15

1.5 计算问题18

第2章 理想溶液21

2.1 稀溶液中的两个经验定律21

2.1.1 Raoult定律21

2.1.2 Henry定律22

2.2 理想溶液23

2.2.1 理想液态混合物23

2.2.2 理想液态混合物中任一组分的化学势23

2.3 理想溶液的热力学性质及基本关系式24

2.3.1 体积24

2.3.2 焓24

2.3.3 热容25

2.3.4 熵25

2.3.5 混合Gibbs自由能25

2.4 理想稀溶液中任一组分的化学势27

2.5 理想溶液的蒸气压与沸点29

2.5.1 蒸气压与成分的关系29

2.5.2 沸点与成分的关系30

2.6 金属蒸气从有不凝结气体存在的气体混合物中凝结33

2.6.1 概述33

2.6.2 由于蒸气凝结不完全而造成的损失34

2.6.3 无金属氧化时金属蒸气的凝结35

2.6.4 金属蒸气被二氧化碳氧化的作用36

2.7 计算问题37

第3章 非理想溶液42

3.1 稀溶液的依数性42

3.1.1 凝固点降低43

3.1.2 沸点升高46

3.1.3 渗透压47

3.2 Duhem-Margule公式49

3.3 活度54

3.3.1 活度的概念54

3.3.2 非理想稀溶液54

3.3.3 活度与逸度的关系57

3.3.4 标准状态与参比溶液57

3.3.5 活度和活度因子的求法60

3.3.6 由一种标准状态转为另一种标准状态62

3.3.7 用Gibbs-Duhem方程计算活度65

3.3.8 三元及多元金属熔体中溶质组分的活度及其相互间的影响71

3.4 非理想溶液的蒸气压和沸点79

3.4.1 概述79

3.4.2 无限互溶的二元非理想溶液79

3.4.3 有限互溶的二元非理想溶液86

3.5 计算问题90

第4章 化学平衡94

4.1 化学反应的平衡条件94

4.1.1 化学反应的平衡条件与反应进度ζ的关系94

4.1.2 化学反应的亲和势98

4.2 化学反应的平衡常数和等温方程式99

4.2.1 气相反应的平衡常数——化学反应的等温方程式99

4.2.2 溶液中反应的平衡常数100

4.3 平衡常数的表示式102

4.4 复向化学平衡105

4.5 标准摩尔生成Gibbs自由能106

4.5.1 标准状态下反应的Gibbs自由能变化值△rG？106

4.5.2 标准摩尔生成Gibbs自由能108

4.5.3 Ellingham图110

4.6 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响111

4.6.1 温度对化学平衡的影响111

4.6.2 压力对化学平衡的影响112

4.6.3 惰性气体对化学平衡的影响114

4.7 近似计算116

4.8 火法提取冶金反应120

4.8.1 化合物的生成-解离反应及其热力学基础120

4.8.2 金属的氧化精炼124

4.8.3 溶液中发生的氧化物还原反应129

4.8.4 溶液中发生的硫化物火法冶金反应140

4.9 计算问题142

第5章 电化学147

5.1 电化学中的基本概念和电解定律147

5.1.1 原电池和电解池147

5.1.2 Faraday电解定律148

5.2 离子的电迁移率和迁移数150

5.2.1 离子的电迁移现象150

5.2.2 离子的电迁移率和迁移数151

5.2.3 离子迁移数的测定153

5.3 电解质溶液155

5.3.1 电导、电导率、摩尔电导率155

5.3.2 电导率、摩尔电导率与浓度关系158

5.3.3 离子独立移动定律和离子的摩尔电导率160

5.3.4 电解质的平均活度和平均活度因子164

5.4 可逆电池的电动势及其应用167

5.4.1 可逆电池和可逆电极168

5.4.2 可逆电池的书写方法及电动势的取号172

5.4.3 可逆电池的热力学173

5.4.4 电动势产生的机理174

5.4.5 电极电势和电池的电动势178

5.4.6 电动势测定的应用182

5.5 电解与极化作用199

5.5.1 分解电压199

5.5.2 极化作用201

5.5.3 电解时电极上的竞争反应211

5.5.4 金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化213

5.5.5 化学电源218

5.6 计算问题225

第6章 湿法冶金反应229

6.1 水溶液的热力学性质229

6.1.1 水溶液中溶解物种的热力学性质229

6.1.2 湿法冶金反应的热力学计算238

6.2 水溶液中溶解物种的活度243

6.2.1 单一电解质溶液244

6.2.2 混合电解质溶液活度系数的计算260

6.2.3 单个离子的活度系数285

6.3 水溶液模型287

6.3.1 概述287

6.3.2 络合物的稳定性287

6.3.3 简单的Me-H2O系288

6.3.4 含多种金属多种配位体的溶液模型290

6.3.5 数据的选择294

6.4 湿法冶金优势区域307

6.4.1 概述307

6.4.2 ψ-pH图作图原理与方法308

6.4.3 综合平衡316

6.4.4 lg［Me］-pH图318

6.4.5 悬浮电位和实用湿法冶金体系的ψ-pH图326

6.4.6 氧化矿的酸浸出过程326

6.4.7 硫化矿的酸浸出过程330

6.5 金属从水溶液中的沉积334

6.5.1 金属从水溶液中的置换沉积334

6.5.2 加压氢还原337

6.5.3 湿法冶金中的电解339

6.6 湿法冶金中电化学过程353

6.6.1 概述353

6.6.2 电极／溶液界面处的双电层与电极电位355

6.6.3 电极反应的活化能359

6.6.4 电极电位对电极反应速率的影响360

6.6.5 混合电位363

6.6.6 扩散控制的电极过程364

6.6.7 置换过程366

6.7 计算问题369

第7章 难溶电解质的溶解度376

7.1 难溶物质在复杂溶液中的溶解度的通用计算法376

7.2 氧化物与氢氧化物的溶解度378

7.2.1 在水中的溶解度378

7.2.2 在氨水中的溶解度380

7.2.3 氯化物的溶解度380

7.2.4 硫化物的溶解度390

7.2.5 砷酸盐的溶解度395

7.3 离子沉淀反应408

7.3.1 氢氧化物及碱式盐的沉淀408

7.3.2 硫化物的沉淀411

7.4 计算问题414

附录418

参考文献432