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
Top Related