Kémiai potenciál

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A kémiai potenciál más néven parciális moláris szabadentalpia, parciális moláris Gibbs-energia, egy parciális moláris mennyiség.

A kémiai potenciált definiáló összefüggés:

\mu_\mathrm{B}=\left( \frac{\partial G}{\partial {n_\mathrm B}}\right)_{p,T,n_\mathrm{i\ne B}},\ \mathrm {J/mol} ,
ahol
G a rendszer Gibbs-energiája, J
nB a B komponens anyagmennyisége, mol
p a nyomás, Pa
T a hőmérséklet, K.

A B komponens kémiai potenciálja egy intenzív fizikai mennyiség, ami megadja, hogy a B komponens egységnyi kémiai anyagmennyiség-változása esetén – azaz 1 mol hozzáadása a rendszer nagyon nagy mennyiségéhez – mennyivel változtatja meg a rendszer szabadentalpiáját, azaz az integrális moláris mennyiségét (miközben a rendszerben a hőmérséklet, a nyomás és a B komponens kivételével az összes többi komponens anyagmennyisége állandó marad). A kémiai potenciál abszolút értéke nem ismeretes, gyakorlatban a folyamatokban bekövetkező megváltozása fontos.

Gázok esetén az ideális elegy valamelyik B komponensének kémiai potenciálja T hőmérsékleten – standard állapotként a tiszta B komponens állapotát po = 105 Pa standard nyomáson választva – az alábbi:

\mu_\mathrm{B}^\mathrm{id} = \mu_\mathrm{B}^\circ + RT\mathrm{ln}\frac{p_\mathrm{B}}{p^\circ} = \mu_\mathrm{B}^\circ + RT\mathrm{ln}x_\mathrm{B}

ahol

\mu_\mathrm{B}^\circ a standard kémiai potenciál, mértékegysége: J/mol.

Folyadékok és szilárd anyagok (kondenzált rendszerek) esetén az ideális elegy valamelyik B komponensének kémiai potenciálja T hőmérsékleten – standard állapotként a tiszta B komponens állapotát választva – az alábbi:

\mu_\mathrm{B}^\mathrm{id} = \mu_\mathrm{B}^\circ + RT\mathrm{ln}x_\mathrm{B}

A reális elegyek esetében gázrendszereknél a kémiai potenciál kifejezésében (és más termodinamikai mennyiségek számításánál) a nyomás helyett a fugacitást, kondenzált rendszereknél a móltört helyett az aktivitást használjuk.