Oszmotikus együttható

Az ozmotikus koefficiens φ egy olyan paraméter, amely számszerűsíti az eltérés a viselkedése oldószer egy ideális viselkedés által meghatározott Raoult törvénye . Oldott anyagokra is alkalmazható . Meghatározása a keverék összetételének kifejezésének módjától függ.

Bemutatás

A b molalitáson alapuló ozmotikus együtthatót a következő határozza meg:

{\ displaystyle \ varphi = {\ frac {\ mu _ {A} ^ {*} - \ mu _ {A}} {RTM_ {A} \ sum _ {i} b_ {i}}} \,}

és a mólfrakción alapuló értéket (amelyet néha "racionális ozmotikus együtthatónak" neveznek) a következő:

{\ displaystyle \ varphi = - {\ frac {\ mu _ {A} ^ {*} - \ mu _ {A}} {RT \ ln x_ {A}}} \,}

ahol a kémiai potenciálja a tiszta oldószer és a kémiai potenciál az oldószer valódi megoldást, az a moláris tömege, a moláris frakciója, R jelentése az ideális gázállandó , és T jelentése a hőmérséklet kifejezve kelvin . Az értékek eltérnek a két definíciónál, de mint ${\ displaystyle \ mu _ {A} ^ {*}}$ ${\ displaystyle \ mu _ {A}}$ $AZ ÉN}$ $x_ {A}$

{\ displaystyle \ ln x_ {A} = - \ ln (1 + M_ {A} \ sum _ {i} b_ {i}) \ kb -M_ {A} \ sum _ {i} b_ {i},}

ezek a definíciók hasonlóak, és mindkettő 1 felé hajlik, amikor a koncentráció 0 felé hajlik.

Egy oldott anyagra vonatkozó megoldás esetében az ozmotikus együttható (molalitás alapján) és az oldott anyag aktivitási együtthatója összefüggésben van a szabad entalpia feleslegével (a valós és az ideális eset közötti szabad entalpia különbségével): ${\ displaystyle G_ {ex}}$

{\ displaystyle RTb (1- \ varphi) = G_ {ex} -b {\ frac {dG_ {ex}} {db}}}

{\ displaystyle RT \ ln \ gamma = {\ frac {dG_ {ex}} {db}}}

és ezért különbség van ezen együtthatók között állandó hőmérsékleten és nyomáson:

{\ displaystyle d ((\ varphi -1) b) = bd \ ln \ gamma}

Az ionos oldatokban a Debye-Hückel elmélet azt sugallja, hogy aszimptotát képez felé , ahol I az ionerősség és A a Debye-Hückel állandó ( 25 ° C-on kb. 1,17 víznél ). Ez azt jelenti, hogy alacsony koncentrációknál az oldószer gőznyomása meghaladja a Raoult-törvény által becsült értéket. Például a magnézium-klorid oldatok esetében a gőznyomás valamivel nagyobb, mint Raoult törvényének előrejelzése, 0,7 mol / kg koncentrációig , ami után a gőznyomás alacsonyabb, mint a várt érték. ${\ displaystyle (\ varphi -1) \ sum _ {i} b_ {i}}$ ${\ displaystyle - {\ frac {2} {3}} AI ^ {3/2}}$

A vizes oldatok esetében az ozmotikus együtthatók Pitzer egyenleteivel vagy a TCPC modell segítségével számíthatók, amely félig empirikus variáció, amelyet könnyebb használni.

Hivatkozások

Zöld könyv , 2 th ed. , P. 51 , PAC, 1994, 66 , 533 ( Standard mennyiségek a kémiai termodinamikában. Fúziósság, aktivitás és egyensúlyi állandók tiszta és vegyes fázisokhoz (IUPAC-ajánlások 1994)), p. 546 . Az IUPAC vendégkönyvében hivatkozott definíció
I. Grenthe és H. Wanner, Útmutató a nulla ionerősségű extrapolációhoz
X. Ge, X. Wang, M. Zhang, S. Seetharaman, A vizes elektrolitok aktivitásának és ozmotikus együtthatóinak korrelációja és előrejelzése 298,15 K hőmérsékleten a módosított TCPC-modell segítségével , J. Chem. Eng. Data , 52, 2007, p. 538-547 , http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je060451k
X. Ge, M. Zhang, M. Guo, X. Wang, A nemvizes elektrolitok termodinamikai tulajdonságainak korrelációja és előrejelzése a módosított TCPC modell segítségével , J. Chem. Eng. Adat. , 53, 2008, p. 149-159 , http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je700446q
X. Ge, M. Zhang, M. Guo, X. Wang, Egyes komplex vizes elektrolitok termodinamikai tulajdonságainak korrelációja és előrejelzése a módosított háromkarakterisztikus korrelációs modellel , J. Chem. Eng. Adat. 53, 2008, p. 950-958 , http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je7006499
X. Ge, X. Wang, egyszerű kétparaméteres korrelációs modell a vizes elektrolit számára széles hőmérséklet-tartományban , J. Chem. Eng. Adat. 54., 2009., p. 179-186 , http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je800483q

Kapcsolódó cikkek