活量(かつりょう、英: activity)は、実在溶液における実効モル濃度である。できる限りモル濃度(あるいは他の濃度)に近い性質を持ち、しかも厳密な熱力学の関係に登場し得る量である。一般的には、温度、圧力、物質量についての複雑な関数になる[1][2]。
理想系と実存系に存在する誤差を修正するためにギルバート・ルイスによって導入された物理量で、普通
、或いは
と表される。活動度と呼ばれる場合もある。
化学ポテンシャルとの関係
理想的な混合物の場合、成分
の化学ポテンシャルはラウールの法則より以下のように与えられる:
![{\displaystyle \mu _{i}(p,T)=\mu _{i}^{\circ }(T)+RT\ln x_{i}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/fc2b77c557d1255cc2fa0432a12735e9e70afa1c)
ここで、
は基準となる化学ポテンシャル、
は成分
のモル分率、
は圧力、
は温度である。
これに対し実在系、すなわちラウールの法則が成り立たない系では、化学ポテンシャルは以下のように活量で表される:
![{\displaystyle \mu _{i}(p,T)=\mu _{i}^{\circ }(T)+RT\ln a_{i}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f3e2b8d50e369b8a0f5986f5ffb9a5405a087d73)
つまり
![{\displaystyle \Delta \mu _{i}=RT\ln a_{i}\iff a_{i}=e^{\Delta \mu _{i}/RT}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8e957358a7c3d4b36cd5a8d44014d42a607a54f6)
である。
溶液の場合、溶質の濃度が0に近づくにつれてラウールの法則からのズレが小さくなるため、溶媒および溶質の活量はモル分率で近似される(
、
につれて
、
)。
活量係数
活量係数(英: activity coefficient)
は次式によって定義される。
![{\displaystyle a_{i}\equiv \gamma _{i}x_{i}\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/877f0753e9e2d43cf7bdd9f4906a92e9f8a78d9e)
これは理想とする数値からのずれを表す指標となっている。希薄溶液の場合、溶液および溶質の活量係数は1に近づく(
、
につれて
、
)。
絶対活量
絶対活量(英: absolute activity)は以下のように定義される。そのため
は相対活量(英: relative activity)と呼ばれることもある。
近似
活量は分圧を基準圧力1 barで除したものや、モル濃度を基準濃度1 mol/Lで除したもので近似される。
参考文献
- ^ 田崎晴明『熱力学 現代的な視点から』(初版)培風館〈新物理学シリーズ 32〉、2000年4月12日、184頁。ISBN 9784563024321。
- ^ P. A. Atkins; J. de Paula 著、千原秀昭、中村亘男 訳『物理化学(上)』(8版)東京化学同人、2009年。ISBN 9784807906956。
関連項目
典拠管理データベース: 国立図書館 ![ウィキデータを編集](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8a/OOjs_UI_icon_edit-ltr-progressive.svg/10px-OOjs_UI_icon_edit-ltr-progressive.svg.png) | |
---|