氯盐溶液热力学性质研究任务书

 2021-10-27 22:14:55

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

电解质溶液热力学是溶液理论的一个重要组成部分,在化工、冶金、地质、生物、环境和能源等领域具有广泛应用。电解质溶液活度因子是溶液热力学研究的重要参数,它集中反映了指定溶剂中离子之间及离子与溶剂分子之间的相互作用,对离子溶剂化、离子缔合及溶液结构理论的研究具有重要意义。活度因子可通过理论计算和实验测定得到。活度因子理论计算模型有 Debye-Hckel、Bromley、Pitzer 和 Chen等模型。实验测定方法主要电导法、电动势法、凝固点降低法、等压法、溶解度法和扩散法及电动势法,其中较常采用的是等压法和电动势法,这两种方法均能获得精确的活度因子。Gibbs基于化学热力学原理推导得出的 Gibbs 吸附等温式表明,恒温下吸附量与活度和表面张力有关,而活度和表面张力均与活度有关,因此可以用 Gibbs 吸附等温式,依据溶液表面张力和浓度的实验测定数据求算其活度,从而建立一种测算溶液活度的新方法。相比等压法和电动势法,利用 Gibbs 吸附等温式通过表面张力数据测算电解质溶液活度的方法更为简便、易于操作。氯盐电解质溶液的热力学性质在海水脱盐、湿法冶金、氯碱工业和造纸化学及生物化工等领域有着重要作用和广泛的应用价值。本课题分别采用表面张力法、电势法、电导法测定氯盐水溶液的活度系数并对其介电常数、相对偏摩尔自由能、粘度、活度系数等电学和热力学性质的影响因素及变化规律进行考察,为研究水盐溶液体系提供基础热力学数据,将统计力学理论与经典的溶液理论相结合对氯盐电解质溶液中离子与溶剂分子之间的相互作用规律进行探讨。课题具有一定的难度,研究涉及的影响因素较多,研究工作量较大,需要具有扎实的理论功底。要求学生一方面要加强对电化学、统计热力学等基础理论知识的学习,对德拜休格尔、皮策和昂萨克等提出的电解质溶液理论和电导理论有较为深入的了解;另一方面要大量查阅相关文献并对其进行吸收、归纳和总结,按时撰写出论文开题报告,对电解质溶液热力学的研究方法、现状和存在的问题有较深入透彻的了解。要求学生在老师指导下并通过认真思考和精心谋划,制订出详尽合理的实验实施方案和实验进程,在实验中要遵守纪律、养成严谨求实的工作作风,积极探索并善于观察和总结,逐步形成科学研究的良好习惯。要求务必在规定期间内圆满完成本课题全部研究任务, 撰写出合格的毕业论文,并从中学会科学研究和思维的方法,使自己运用所学理论知识独立研究和解决问题的能力得到切实有效的锻炼和提高。

2. 参考文献

[1]Zhou Q,Zeng D,Voigt W. Thermodynamic modeling of salt-water systems up tosaturation concentrations based on solute speciation: CuCl2-MClnH2O at 298 K (M= Li,Mg,Ca). Fluid Phase Equilibria,2012,322: 30-40.

[2]Hamer W J,Wu Y C. Osmotic. Coefficients and Mean Activity Coefficients of Uni-univalent Electrolytes in Water at 25℃. Journal of Physical and Chemical Reference Data,2009,1(4):1047-1100.

[3]WANG Wei-dong. Measurement methods of activitycoefficients of electrolyte solution[J].Journal of Hubei University: Natural Science, 2005, 25(1): 104106

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