化學勢

正文

　　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，可用化學勢來標誌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量。平衡態的吉布斯函數最小，則有ΔG＝0，即 (1)

　　一般情況，化學反應可以寫成 (2)

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係數。正係數指生成物，負係數指反應物。此時Δni，滿足下面關係 (3)

式中ε為任意無窮小量。於是平衡條件可以寫成 (4)

　　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 (5)

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。