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재료 열역학

용액(액체 또는 고용체) 속 성분의 활동도에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A활동도는 항상 몰 농도(mol/L)와 같고, 활동도 계수는 용액의 종류에 관계없다
  2. B활동도 계수가 1보다 큰(라울 법칙에서 양으로 벗어나는) 것은, 이종 원자끼리 끌어당기는 힘이 동종끼리보다 강한 경우이다
  3. C순수한 고체나 액체를 기준(활동도 1)으로 잡으면, 이상 용액에서 성분의 활동도는 몰 분율과 같다
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정답: C. 순수한 고체나 액체를 기준(활동도 1)으로 잡으면, 이상 용액에서 성분의 활동도는 몰 분율과 같다

활동도 a는 용액 속 성분의 화학 퍼텐셜을 μ = μ° + RT ln a로 쓸 수 있도록 정한 '열역학적 유효 농도'입니다. 순물질의 상태를 기준으로 잡으면 순수한 고체나 액체의 활동도는 1이며, 이상 용액에서는 라울 법칙에 따라 a = x(몰 분율)입니다. 실제 용액에서는 a = γx로 쓰고, 활동도 계수 γ가 이상 용액으로부터의 편차를 나타냅니다. 이종 원자끼리 끌어당기는 힘이 동종끼리보다 약하면 성분이 용액에서 빠져나가기 쉬워져 γ > 1(양의 편차)이 되며, 상분리 경향을 가집니다. 이종끼리 강하게 끌어당기는 경우는 γ < 1로, 규칙화나 화합물 형성의 경향을 보입니다. 활동도를 몰 농도로 간주하는 것은 묽은 수용액에서의 근사에 지나지 않습니다.

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