基本介紹
- 中文名：局部摩爾分數
- 外文名：Partial mole fraction
- 領域：熱力學
- 表明：分子周圍的同類分子濃度
- 相關名詞：總體摩爾分數
簡介,可能存在的局部摩爾分數,局部摩爾分數的關係,核心問題,Wilson方程,
簡介
近代有關液體多組分體系的分子熱力學的理論發展，則是基於局部組成的概念。在液態多組分體系中，局部組成與總體組成不同，它是由於假設分子間由於不同大小及不同作用力所造成的短距離非隨機分子排列而來。
Wilson在提出局部組成概念時認為：在二元混合物中，由於1-1、1-2和2-2分子對相互作用不同，在任何一個分子的近鄰，其局部的組成（局部分子分數）和混合物的總體組成（混合物的分子分數）不一定相同。例如，當1-1、2-2的相互作用明顯大於1-2時，在分子1周圍出現分子1的機率將高些。同樣，在分子2的周圍出現分子2的機率也將高些。相反，當1-1、2-2的相互作用顯著小於1-2時，則在某分子近鄰出現異種分子的機率將會大一些。這樣在某個分子（中心分子）周圍的局部範圍內，其組成和總體組成會不同。
當兩種物質形成混合物時，由於組元1與組元2的分子間相互作用情況不同，混合物中各組元的分子分布情況應該不是隨意的、均勻的。例如當分子1與分子1、分子2與分子2之間的吸引力要大於分子1與分子2之間的吸引力時，在分子1或分子2的周圍應有較多些同類分子所環繞；反之，分子1和分子2就會儘可能地相互接近，在分子1或分子2的周圍應有較多些異類分子所環繞。亦就是說，如果分子1或分子2的局部摩爾分數為x1和x2。那么由於組元分子間相互作用情況不同，在各個分子周圍會出現x1和x2不同的局部濃度，即在微觀局部處出現了不均勻性。
可能存在的局部摩爾分數
在二元系混合物中會可能存在四種局部濃度，即：
（1）分子1周圍分子1的局部摩爾分數
；
（2）分子1周圍分子2的局部摩爾分數
；
（3）分子2周圍分子2的局部摩爾分數
；
（4）分子2周圍分子1的局部摩爾分數
。
局部摩爾分數的關係
上述四種局部摩爾分數應有關係：
核心問題
局部組成概念中核心問題是如何處理局部摩爾分數與總體摩爾分數的關係。
Wilson方程
將這兩個因素結合起來考慮，我們可以寫出：
其中，
是比例係數，我們並不清除具體的數值，也沒有必要知道。可合理的假設它們是相等的，由此得到：
故有：
上述各式即為Wilson依據經驗，考慮了各組分子之間相互作用的影響，擴展了Flory-Huggins方程式，稱為Wilson方程。
