활동도의 뜻

정답: C. 약 3×10⁻¹⁶ bar

평형에서는 ΔG = ΔG° + RT ln(1/pO₂) = 0이므로 ΔG° = RT ln pO₂입니다. log pO₂ = ΔG°/(2.303RT) = −298000/(2.303 × 8.314 × 1000) ≈ −15.6이 되어 pO₂ ≈ 3×10⁻¹⁶ bar입니다. 분위기의 산소 분압이 이보다 높으면 Ni은 산화되고, 낮으면 NiO는 환원됩니다. 약 1×10⁻³⁶ bar는 ΔG°/RT ≈ −35.8을 자연로그가 아니라 상용로그의 값으로 혼동한 것입니다. 약 2×10⁻⁸ bar는 NiO 1 mol당 ΔG°(−149 kJ/mol)를, pO₂의 지수 1/2을 빠뜨리고 RT ln pO₂와 같다고 한 값입니다.

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.