規則溶液

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化學中,規則溶液(英語:Regular Solution) 為最接近理想溶液之真實溶液,滿足準化學模式,溶液的混合不等於0(理想溶液混合焓=0),溶液混合時總體積等於所有溶液成分之體積加總(同理想溶液),即沒有體積變化。[1]

規則溶液的混合熵和理想溶液相同[1],兩者皆滿足下式:

其中气体常数, 为溶液中成分的總莫耳数。

特點[编辑]

任何溶液的混合自由能變化皆可寫作:

其中過剩自由能(英語:Excess molar quantity英语Excess molar quantity),為理想溶液的混合自由能

二元規則溶液(僅含A、B兩成分)的過剩自由能可以寫作以下數學式:

將上式帶入混合自由能數學式,則二元規則溶液的總莫耳自由能可以寫作:

是一個與溫度無關之常數。

其中亞佛加厥常數為溶液中成分之配位數為A、B形成一個異類鍵時所放出或吸收之鍵能為成分在溶液中之莫耳分率

規則溶液的可以再進一步寫為以係數表達之數學式:

藉由熱力學活度自由能關係:

以及溶液中成分部分莫耳性質,可得溶液中成分之部分莫耳焓:

其中為溶液中成分活度係數

總結上兩行數學式,可得二元規則溶液之數學定義式:

之溶液稱為正偏差溶液

之溶液稱為負偏差溶液,關於偏差請詳見拉午耳定律

用途[编辑]

由於現實中的溶液大部分皆為不理想,故規則溶液成為了一個能簡化描述真實溶液的有用模型,透過近似可模擬真實溶液中的行為。

規則溶液常用於近似地解釋相圖中的溶液,尤其是在相圖中的混溶間隙(英語:miscibility gap英语miscibility gap)。[2]

參考文獻[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 P. Atkins and J. de Paula, Atkins' Physical Chemistry (8th ed. W.H. Freeman 2006) p.149
  2. ^ The Term 'Regular Solution' Nature, v.168, p.868 (1951)

參見[编辑]

理想溶液 理想气体