Zunahme der Gibbs-Energie eines Systems je Mol einer hinzugefügten Komponente (partielle molare Gibbs-Energie). Im Phasengleichgewicht ist das chemische Potential jeder Komponente in allen Phasen gleich.
Japanische Bezeichnung: 化学ポテンシャル
„Chemisches Potential“ kommt in 3 Übungsfragen aus 2 Themen vor, darunter Thermodynamik der Werkstoffe, Dünne Schichten, Oberflächen und Nanomaterialien.
Fachgebiet: Thermodynamik der Werkstoffe
Lösung: A. Je kleiner ein Teilchen, desto höher die Löslichkeit in seiner Umgebung; es löst sich auf, und seine Atome diffundieren zu großen Teilchen, die wachsen
Teilchen mit kleinem Krümmungsradius haben wegen der Grenzflächenenergie ein höheres chemisches Potential, und die Gleichgewichtslöslichkeit in der umgebenden Matrix ist höher (Gibbs-Thomson-Effekt). Daher ist die Konzentration des gelösten Elements um kleine Teilchen hoch und um große niedrig, und es diffundiert von kleinen zu großen Teilchen. So verschwinden die kleinen Teilchen, die großen wachsen, und die gesamte Grenzfläche (Grenzflächenenergie) nimmt ab. Dies ist die Hauptursache für die Entfestigung ausscheidungsgehärteter Legierungen durch Überalterung und für die Vergröberung von Nanopartikeln. Die Antwort mit umgekehrter Löslichkeitsbeziehung ist falsch, und das Zusammenstoßen und Verschmelzen von Teilchen ist ein anderer Mechanismus als die Ostwald-Reifung.
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.
Teilchen mit kleinem Krümmungsradius haben wegen der Grenzflächenenergie ein höheres chemisches Potential, und die Gleichgewichtslöslichkeit in der umgebenden Matrix ist höher (Gibbs-Thomson-Effekt).
Eine Legierung, in deren Matrix Ausscheidungsteilchen unter…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.
Welche Aussage über die Aktivität einer Komponente in einer…Die Werte der Tangente an den Rändern (bei x = 0 und x = 1) sind die chemischen Potentiale der jeweiligen Komponenten.
Welche Bedingung muss bei konstanter Temperatur und konstan…Ostwald-Reifung Aktivität Gibbs-Energie Ellingham-Diagramm Gleichgewichts-Sauerstoffpartialdruck Mischungsentropie Reguläre Lösung Spinodale Entmischung