1. Termodinamika larutan nonideal

Termodinamika larutan dideskripsikan dalam perubahan temperatur, tekanan dan potensial kimia dari berbagai macam komponen. Untuk gas ideal perubahan potensial kimia diberikan dari persamaan ,

jika diintegralkan diperoleh

dimana adalah potensial kimia dari gas pada tekanan 1 atm.

Persamaan pada gas murni,

dimana merupakan energi bebas per mol. Jika gas tidak ideal fugasitas didefinisikan oleh persamaan

konstan adalah fungsi temperatur itu sendiri.

Persamaan yang sama untuk komponen dalam larutan cair atau larutan padat, sejak kesetimbangan potensial kimia harus sama saat penguapan.Untuk komponen A,

Jika penguapan di atas, larutan dapat dianggap sebagai gas ideal, dan Untuk larutan ideal

Oleh sebab itu

Dua persamaan tersebut dapat dihubungkan menjadi

Persamaan ini digunakan dalam potensial kimia untuk larutan ideal. Dimana merupakan potensial dari A ketika dari larutan murni A. Hal ini jelas bahwa adalah fungsi dari tekanan dan temperatur.

Dalam pembahasan larutan nonideal kita dapat selalu menggunakan potensial kimia, diperoleh dari persamaan ... yang berhubungan dengan tekanan uap parsial atau fugasitas. Akan tetapi G. N lewis memperkenalkan fungsi aktifitas baru yang masih mengikuti persamaan

Atau

dμ=RT ln P

μ=μ °+RT lnP

μ°

F=F °+RT lnP

μ=μ °+RT ln f

F

μ°

μA=μ° A+RT ln f A

f A=PA μA=μ° A +RT ln PA

PA=X A f °A=X A P°A

μA=μ° A+RT ln f °A+RT ln X A

μA=μ° A+RT ln P°A+RT ln X A

μA=μ°'A+RT ln X A

μ° ' Aμ° ' AX A−1

μA=μ° ' A+RT ln aA

μA=μ° ' A+RT ln γ A X A

dimana disebut sebagai koefisien aktifitas.

Salah satu keuntungan dari koefisien aktifitas adalah mengidentifikasi perkiraan jarak defiasi dari keidealan suatu larutan. Apabila aktifitas dihubungkan dengan hukum Raoult’s menjadi atau Dengan membandingkan persamaan 6.30 dengan 6.28 dan 6.8 ditemukan

Untuk gas fa =1 maka aA = fA, akitifitas sama dengan fugasitas.

Beberapa aktifitas dihitung dari data tekanan uap pada tabel. Aktifitas dari satu komponen diperoleh sebagai fungsi dari monsentrasi, aktifitas dari komponen lain dalam larutan biner dapat dihitung dari persamaan Gibbs Duhem.

Dari tabel dia tas dihubungkan dengan persamaan Gibbs Duhem diperoleh Energi bebas parsial molar sama dengan potensial kimia.

Jika aB adalah fungsi dari Xb, aA dapat diperoleh dari intregrasi grafis.

γ=aX

=

a=X

γ=1

aA=f Af ° A

dμ A=−n Bn Adμ B

d ln a A=− X B

X Aln a B

Aktifitas juga dapat dihitung dari beberapa sifat koligatif yang terkait dg tekanan uap. Detail dari kalkulasi dapat di peroleh di berbagai pembahasan dalam termodinamika.

2. kesetimbangan kimia pada larutan nonideal

Fungsi aktifitas digambarkan dalam persamaan,

yang bermanfaat dalam diskusi kesetimbangan reaksi konstan dalam larutan .....

dan

Hubungan koefisien aktifitas dan fraksi mol

Dalam larutan ideal semua koefisien aktifitas menjadi satu kesatuan, dan kesetimbangan konstan ditunjukkan sebagai Kx. Data ekstensif pada koefisien aktifitas dari komponen dalam larutan elektrolit tidak digunakan dan yang paling penting aplikasi dari persamaan K a dapat dibuat dalam larutan elektrolit

Ka=aCcaDd

aAa a

Bb

Δμ °=−RT lnK a

Ka=γCcγDd

γAaγBb

⋅XCcXDd

XAa X

Bb

=K γK χ