固體的化學勢為多少

A. 化學勢的簡介

1摩爾化學純物質的吉布斯函數,通常用符號μ表示。如以G表示熱力學系統的吉布斯函數，n表示系統中物質的摩爾數，則 ；對於多元系，以ni表示第i組元的摩爾數，則第i組元的化學勢μi表示在溫度T、壓強E及其他組元的摩爾數nj不變的條件下，每增加1摩爾i組元時，系統的吉布斯函數的增量： 。
化學勢在處理相變和化學變化的問題時具有重要意義。
在相變過程中，由於物質在不同組元間的轉移是在恆溫和恆壓下進行的，故可以通過比較兩相中物質化學勢的大小來判斷物質在各組元間轉移的方向和限度，即物質總是從化學勢較高的相轉移到化學勢較低的相。當物質在兩相中的化學勢相等時，則相變過程停止，系統達到平衡態（見相和相變）。
以μ和μ分別代表第i組元在α相和β相中的化學勢，則當 時，第i組元物質即由α相進入β相。當 時，兩相中第i組元物質達到平衡。可見，物質在兩相中的化學勢不同，是發生相變的條件。
對處在恆溫和恆壓條件下的化學反應，可用化學勢來標志化學反應自發進行的方向。如果多元單相系的化學反應在溫度和壓強不變的情形下進行，系統的總吉布斯函數的改變是 ，式中Δni為反應中各組元摩爾數的改變數。平衡態的吉布斯函數最小，則有ΔG=0，即 。
一般情況，化學反應可以寫成 ，式中Ai代表反應物類型（即組元），vi代表反應方程中反應物的系數。正系數指生成物，負系數指反應物。此時Δni，滿足下面關系 ，式中ε為任意無窮小量。於是平衡條件可以寫成 。
如果條件(4)不滿足，則平衡不成立，於是發生反應。反應進行的方向必使吉布斯函數減少，即 。由此可知，如果 ，則反應正向進行(ε>0)；如果，則反應逆向進行(ε﹤0)。由於μi在決定化學反應進行方向上的作用，故稱它為化學勢。
為什麼生物系統中化學勢可以用亥姆霍茲自由能？化學勢就是吉布斯自由能對成分的偏微分，化學勢又稱為偏摩爾勢能。偏摩爾量都是系統的強度性質，強度性質在物理化學中也常可以寫成偏微商的形式，比如溫度T=dE/dS。若在恆壓下將分子依次加入系統，為驅動其中每一個分子，需要完全相同的努力，此過程體積變大而系統的密度和壓強保持不變，這樣單個分子的熱力學狀態可以用吉布斯自由能G除以分子數N來恰當描述：μ=G/N，式中μ為化學勢，N為分子的摩爾數。在低壓下，液體或固體中或生物系統中，亥姆霍茲自由能F≈G，故μ≈F/N。

B. 溫度為273k，壓力為100千帕下液態水的化學勢小於固態水的化學勢，為什麼

可以從克拉伯龍方程出發，在水的單組分相圖中水與冰的平衡線的斜率是小於0的,又因為273k冰的凝固點壓力遠小於100kpa,從而升高壓力，冰的凝固點降低，從而在該溫度下，冰有融化成水的趨勢，所以該條件下冰的化學勢大於水的化學勢.
同樣可以根據勒夏特列平衡移動原理，升高壓強平衡向體積減小的方向移動，從而可以同樣得到以上結論。

C. 單一組分過冷液體的化學勢與其固體的化學勢哪個高

單一組分過冷液體的化學勢與其固體的化學勢哪個高
由常識知過冷液體自發凝固成固體，即此時固體更穩定，化學勢低。
一定要推導的話，構建可逆過程，假設常壓下過冷水為263K.
過冷水(l,263k)→水(l,273k)→冰(S,273k)→冰(S,263k)
ΔG（過冷水→冰，263K）=ΔG1+ΔG2+ΔG3 等壓ΔG=-SdT
=-ΔrSm(l)*10K+0+（-ΔrSm(s)*(-10K)）
=10K*(ΔrSm(s)-ΔrSm(l)) 液體熵大於固體，所以此式大於0
=ΣnBμ=μ過冷水-μ冰 得證 μ過冷水>μ冰

D. 過冷液體的化學勢比其固體的化學勢高，為什麼

過冷液體很可能由於外界微擾就變為固體，這種轉化的趨勢就說明其化學勢高於固體

E. 標准狀態下物質的化學勢

化學勢（Chemical potential ）：化學勢就是吉布斯自由能對成分的偏微分，化學勢又稱為偏摩爾勢能。偏摩爾量都是系統的強度性質，強度性質在物理化學中常寫成偏微商的形式.
一種物質A被添加到另一種物質B中，混合物的自由能G可以表示為：
G= XAGA+ XBGB+ ΔGmix
其中：XA和XB分別為物質A、B的含量，GA 和GB分別為物質A、B的吉布斯自由能。
而 ΔGmix=ΔHmix- TΔSmix
對於理想固溶體而言，系統中兩物質的體積以及內能均保持不變，因此焓變為零，即ΔHmix=0，統計熱力學給出混合熵的公式為：
ΔSmix=-R(XAlnXA+ XBlnXB)
因此，混合後系統的吉布斯自由能為：
G = (GA + RT lnXA) XA + (GB +RT lnXB) XB
物質A、B的化學勢uA, uB就分別等於：
uA = GA + RT lnXA
uB = GB + RT lnXB
因此，混合後系統的吉布斯自由能可以用化學勢表示成：
G= uA XA + uB XB
從微分學理解，化學勢就是吉布斯自由能對成分的偏微分
uA=(ΔG/ΔnA) T,P,nB=常數
所以，化學勢又稱為偏摩爾勢能。
討論：
1、物理意義：
恆溫恆壓條件下，在指定組成的無限大體系中，加入1mol的B物質引起體系的Gibbs能的改變。也就是說，在指定條件下1mol的B物質對體系的G的貢獻。化學勢是強度性質，狀態函數。
2、約束條件
注意到，化學勢的定義是從恆溫、恆壓、恆內能、恆體積條件下得到的，因此實際固溶體中，系統自由能變化還會包括化學勢以外的能量變化。
化學勢的偏微分定義具有普適性，表示成分變化對能量變化的影響，即可以是線性關系，也可以是非線性關系。
3、適用范圍
化學勢的適用范圍是氣體、液體，但對於固體而言，由於引入一種物質，系統的原有物質不可能保持恆定，即內能和體積將會相應發生改變，此時，化學勢需要做出相應修正，用擴散勢代替。穩定單質的自由能為0.

F. 化學勢的高低怎麼比較

吉布斯自由能判據，即△G判據，適用於封閉、單或多組分、恆壓變化的系統。赫姆霍茲由能判據，即△A判據，適用於封閉、單或多組分、恆容變化的系統。化學勢判據適用於封閉、單或多組分、恆壓或恆容變化的系統。即化學式判據包含了上述兩個判據。

化學勢

化學勢是物理內容豐富的熱力學強度量，如果說溫度是表徵系統能量以熱量傳遞的趨勢，壓強表徵能量以功傳遞的趨勢，那麼化學勢是表徵系統與媒質，或系統相與相之間，或系統組元之間粒子轉移的趨勢。粒子總是從高化學勢向低化學勢區域、相或組元轉移，直到兩者相等才相互處於化學平衡。

適用范圍

化學勢的適用范圍是氣體、液體，但對於固體而言，由於引入一種物質，系統的原有物質不可能保持恆定，即內能和體積將會相應發生改變，此時，化學勢需要做出相應修正，用擴散勢代替。

G. 用逸度計算固體物質的化學勢時，參考態是什麼呀

實際溶液中溶質 (慣例Ⅳ) * 活度與氣液（固）平衡 總結：化學勢表達式 在恆溫恆組成條件下， 選擇恰當的參考狀態，而將實際狀態與參考狀態的差異用合適的物質特性來表達。 原則上參考狀態可以任意選取。 理想氣體及其混合物 實際氣體、液體和 固體及其混合物 —處於氣體標准狀態時物質 i 的化學勢，即溫度為T 壓力為 的理想氣體 i 的化學勢 逸度的物理意義： 逸度是在化學勢表達式中相對於理想氣體的校正壓力（分壓） 另一種形式的相平衡條件 慣例Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ 液態和固態混合物或溶液 蒸氣可視為id.g 理想混合物 實際混合物 慣例I以系統溫度、壓力下的純組分液體或固體作為參考狀態。 蒸氣可視為id.g 理想稀溶液 （溶劑A,慣例Ⅰ；溶質B,慣例Ⅱ） 實際溶液 慣例II以系統溫度、壓力下，具有理想稀溶液特性的 液態或固態虛擬純組分B作為參考狀態。 理想稀溶液 實際溶液 慣例I以系統溫度、壓力下的純組分液體或固體作為參考狀態。 蒸氣可視為id.g 慣例Ⅲ 慣例III，以系統溫度、壓力下，標准質量摩爾濃度的理想稀溶液中的溶質作為參考狀態。 慣例Ⅳ 慣例Ⅳ，以系統溫度、壓力下，濃度為1mol.dm-3的理想稀溶液中的溶質作為參考狀態。 討論： 1.活度的數值取決於參考狀態的選擇 —— 相對逸度 2.活度與逸度的關系 五.不同慣例（參考狀態）的活度因子間的換算 活度因子的數值取決於參考狀態的選擇，然而化學勢 應為同一量值，平衡蒸氣壓也應是同一量值，由此可得： 一.理想混合物（理想溶液，蒸氣可視為id.g） 令： 慣例I，以系統溫度、壓力下的純組分液體或固體作為參考狀態。 與 的差異，用系統特性 表達。 二、實際混合物 路易斯 參考狀態：同慣例Ⅰ *活度ai～校正濃度 (慣例Ⅰ) ai狀態函數，強度性質 *活度因子 *活度與氣液（固）平衡 正偏差 負偏差 當 ， ai 是將拉烏爾定律用於

H. 273k,200kpa時，液態水和固態水的化學勢大小為什麼

固態化學勢大於液態化學勢，壓力增大冰會變成水，從化學勢高的變向化學勢低的。

恆溫恆壓條件下，在指定組成的無限大體系中，加入1mol的B物質引起體系的Gibbs能的改變。也就是說，在指定條件下1mol的B物質對體系的G的貢獻。

化學勢的定義是從恆溫、恆壓、恆內能、恆體積條件下得到的，因此實際固溶體中，系統自由能變化還會包括化學勢以外的能量變化。

(8)固體的化學勢為多少擴展閱讀：

分子總是從化學勢高的相進入化學勢低的相，從而降低系統的總自由能，並使系統達到平衡態，達到平衡時將滿足溫度相等TA=TB和化學勢相等μA=μB。

在判斷化學反應方向的時候，我們常用吉布斯自由能來判斷，相比之下化學勢判斷更為基本。其實在化學、熱力學和統計物理中都可以有不同的理解，用純粹的物理化學角度來理解會很抽象。

我們可以把化學勢看作一種類似溫度的強度物理量，溫度是能量關於熵的微分，化學勢是自由能關於物質量的微分。化學勢表示成分變化對能量變化的影響，描述了系統發生交換時的「粒子的可獲得性」，如果化學勢在兩個系統中相等，系統就不存在交換。

I. 各種形態物質化學勢的表達式

各物質形態的化學勢可統一地表示為（李大珍，1982）：

水文地球化學

式中：為第i種組分的標准化學勢，即該組分以純態物質存在時在指定溫度T、壓力P下的化學勢。a_i為第i種組分的活度，對於理想氣體，它表示分壓；對於實際氣體，它表示逸度；對於理想溶液，它表示濃度；對於非理想溶液，它表示活度，等等。表2-1-1給出了各種不同物質形態時活度a_i的具體含義。

表2-1-1 不同物質形態中活度a_i的含義

J. 固體nacl的化學勢與溶液nacl化學勢那個大

溶液nacl化學勢勢大，所以不可能相等，相等的話就平衡了，固體要析出，化學勢從高的到低的，母液到固體，所以前面低，後面高