材料の熱力学
溶液(液体または固溶体)の中の成分の活量についての説明として正しいものはどれか。
- A活量は常にモル濃度(mol/L)に等しく、活量係数は溶液の種類によらない
- B活量係数が1より大きい(ラウールの法則から正にずれる)のは、異種原子どうしの引き合いが同種どうしより強い場合である
- C純粋な固体や液体を基準(活量1)にとると、理想溶液では成分の活量はモル分率に等しい
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正解：C. 純粋な固体や液体を基準(活量1)にとると、理想溶液では成分の活量はモル分率に等しい
活量aは、溶液中の成分の化学ポテンシャルを μ = μ° + RT ln a と書けるように定めた「熱力学的な実効濃度」です。純物質の状態を基準にとると、純粋な固体や液体の活量は1で、理想溶液ではラウールの法則により a = x(モル分率)です。実在の溶液では a = γx と書き、活量係数γが理想からのずれを表します。異種原子どうしの引き合いが同種どうしより弱いと、成分は溶液から逃げ出しやすくなって γ > 1(正のずれ)となり、相分離の傾向をもちます。異種どうしが強く引き合う場合は γ < 1 で、規則化や化合物の形成の傾向を示します。活量をモル濃度とみなすのは、希薄な水溶液での近似にすぎません。