Aktivität: Was ist damit gemeint?

Lösung: C. Etwa 3×10⁻¹⁶ bar

Im Gleichgewicht gilt ΔG = ΔG° + RT ln(1/pO₂) = 0, also ΔG° = RT ln pO₂. Damit ist log pO₂ = ΔG°/(2,303RT) = −298000/(2,303 × 8,314 × 1000) ≈ −15,6 und pO₂ ≈ 3×10⁻¹⁶ bar. Ist der Sauerstoffpartialdruck der Atmosphäre höher, wird Ni oxidiert, ist er niedriger, wird NiO reduziert. Etwa 1×10⁻³⁶ bar entsteht, wenn ΔG°/RT ≈ −35,8 nicht als natürlicher, sondern als dekadischer Logarithmus aufgefasst wird. Etwa 2×10⁻⁸ bar entsteht, wenn das ΔG° je 1 mol NiO (−149 kJ/mol) ohne den Exponenten 1/2 von pO₂ gleich RT ln pO₂ gesetzt wird.

Lösung: C. Mit dem reinen Festkörper oder der reinen Flüssigkeit als Bezug (Aktivität 1) ist die Aktivität einer Komponente in einer idealen Lösung gleich ihrem Stoffmengenanteil

Die Aktivität a ist die „thermodynamisch wirksame Konzentration“, die so definiert ist, dass sich das chemische Potential einer Komponente in der Lösung als μ = μ° + RT ln a schreiben lässt. Mit dem Reinstoff als Bezugszustand ist die Aktivität eines reinen Festkörpers oder einer reinen Flüssigkeit 1, und in einer idealen Lösung gilt nach dem Raoultschen Gesetz a = x (Stoffmengenanteil). In realen Lösungen schreibt man a = γx; der Aktivitätskoeffizient γ beschreibt die Abweichung vom idealen Verhalten. Ziehen sich ungleiche Atome schwächer an als gleiche, entweicht die Komponente leichter aus der Lösung, es ist γ > 1 (positive Abweichung), und es besteht eine Neigung zur Entmischung. Ziehen sich ungleiche Atome stark an, ist γ < 1, und es zeigt sich eine Neigung zur Ordnung oder zur Verbindungsbildung. Die Aktivität mit der Stoffmengenkonzentration gleichzusetzen, ist nur eine Näherung für verdünnte wässrige Lösungen.