Учет термодинамической неидеальности смесей: коэффициенты активности
Activity coefficient
Коэффициенты активности в термодинамике: учет отклонений от идеальности смесей. Рассчитайте свойства неидеальных растворов и газов, используя активность и фугитивность.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Значение учета термодинамической неидеальности смесей
Value accounting for thermodynamic non ideality of mixtures
В термодинамике коэффициент активности — это фактор, используемый для учета отклонения смеси химических веществ от идеального поведения. В идеальной смеси микроскопические взаимодействия между каждой парой химических видов одинаковы (или макроскопически эквивалентны, изменение энтальпии раствора и изменение объема при смешивании равны нулю), и, как следствие, свойства смеси могут быть выражены непосредственно через простые концентрации или парциальные давления присутствующих веществ, например, закон Рауля. Отклонения от идеальности учитываются путем модификации концентрации с помощью коэффициента активности. Аналогичным образом, выражения, включающие газы, могут быть скорректированы на неидеальность путем масштабирования парциальных давлений коэффициентом фугитивности. Понятие коэффициента активности тесно связано с понятием активности в химии.
In thermodynamics, an activity coefficient is a factor used to account for deviation of a mixture of chemical substances from ideal behaviour. In an ideal mixture, the microscopic interactions between each pair of chemical species are the same (or macroscopically equivalent, the enthalpy change of solution and volume variation in mixing is zero) and, as a result, properties of the mixtures can be expressed directly in terms of simple concentrations or partial pressures of the substances present e. g. Raoult's law. Deviations from ideality are accommodated by modifying the concentration by an activity coefficient. Analogously, expressions involving gases can be adjusted for non ideality by scaling partial pressures by a fugacity coefficient. The concept of activity coefficient is closely linked to that of activity in chemistry.
Экспериментальное определение коэффициентов активности
Коэффициенты активности могут быть определены экспериментально путем проведения измерений на неидеальных смесях. Закон Рауля или закон Генри могут быть использованы для получения значения для идеальной смеси, с которым можно сравнить экспериментальное значение и определить коэффициент активности. Также могут быть использованы другие коллигативные свойства, такие как осмотическое давление.
Activity coefficients may be determined experimentally by making measurements on non ideal mixtures. Use may be made of Raoult's law or Henry's law to provide a value for an ideal mixture against which the experimental value may be compared to obtain the activity coefficient. Other colligative properties, such as osmotic pressure may also be used.
Радиохимические методы
Коэффициенты активности могут быть определены радиохимическими методами.
Activity coefficients can be determined by radiochemical methods.
При бесконечном разбавлении
Коэффициенты активности для бинарных смесей часто приводятся при бесконечном разбавлении каждого компонента. Поскольку модели коэффициентов активности упрощаются в условиях бесконечного разбавления, такие эмпирические значения могут быть использованы для оценки энергий взаимодействия. Примеры для воды:
Activity coefficients for binary mixtures are often reported at the infinite dilution of each component. Because activity coefficient models simplify at infinite dilution, such empirical values can be used to estimate interaction energies. Examples are given for water:
+ Бинарные растворы с водой X γx^(∞) (K) γW^(∞) (K) Этанол 4.3800 (283.15) 3.2800 (298.15) Ацетон 6.0200 (307.85)
+ Binary solutions with water X γx^(∞) (K) γW^(∞) (K) Ethanol 4.3800 (283.15) 3.2800 (298.15) Acetone 6.0200 (307.85)