活度和逸度
在理想混合气体中i组分的化学位与成分的关系式为:
地球化学原理与应用
式中:
表示在一定的温度和压力条件下,气态纯i组分的化学位(即在一定的温度压力条件下,气态纯i组分的摩尔自由能);x为气体溶液中i组分的摩尔分数。
在理想溶液体系(包括液体溶液和固体溶液)中i组分的化学位与成分的关系也与上式类似,即
地球化学原理与应用
式中:
为一定的温压条件下,固态或液态纯组分i的化学位(亦即同样条件下纯组分i的摩尔自由能);x即溶液体系中i组分的摩尔分数。
在研究实际气体、液体、固体溶液时,为了使上述公式仍保持有效,Lewis引入了逸度和活度两个重要概念。对于实际气体溶液,体系i组分的化学位为:
地球化学原理与应用
式中:f为组分i的逸度。对于溶液和固态溶液体系,i组分的化学位为:
地球化学原理与应用
式中:a为组分i的活度。逸度和活度与i组分在溶液体系中的真实浓度之间的关系分别为:
f=γx (4.19)
a=γx (4.20)
式中:γ分别为逸度系数和活度系数。
γ是衡量实际体系对于理想模型偏离程度的一个物理量,可以由下式清楚地看出:
地球化学原理与应用
上式右端前两项即为理想溶液体系中组分的化学位;第三项为修正项。所以活度又称为有效浓度,逸度又称为有效压力。
可见将理想模型应用于实际体系的关键是如何确定活度系数和逸度系数。精确地确定活度系数和逸度系数一直是热力学和电解质溶液领域重要的研究内容。在现有的科学技术发展水平条件下,气体的逸度系数主要靠实验确定。对于电解质溶液中各溶解类型的活度系数可据不同的电解质理论所推得的公式确定。
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