Epäideaalisuus

Epāideaalisuus on käsite, jolla tarkoitetaan järjestelmän poikkeamista ideaalisen teorian, kuten ideaalikaasun lain PV=nRT tai Raoultsin lain mukaisesta käyttäytymisestä. Sitä käytetään sekä kaasujen että seosten yhteydessä. Epäideaalisuus johtuu molekyylien vuorovaikutuksista, tilavuusrasitteista ja rakenteellisista tekijöistä, ja se ilmenee erityisesti todellisten kaasujen ja liuosten käytännön käyttäytymisessä.

Kaasuissa epäideaalisuus ilmenee, kun todellinen paine, tilavuus ja lämpötila poikkeavat ideaalikaasun laista. Tämän poikkeaman mittaa kompressoituvan tilan kerroin Z = PV/(nRT), joka eroaa yhdestä. Käytetyimpiä kuvaajia ovat viriaalinen yhtälö ja valitut EOS:t kuten van der Waals, Peng–Robinson sekä Soave–Redlich–Kwong. Epäideaalisuus korostuu suurissa paineissa ja pienissä tilavuuksissa, jolloin vuorovaikutukset ja molekyylikoko eivät enää ole merkityksettömiä.

Liuosten epäideaalisuus tarkoittaa, että liuos ei seuraa Raoultsin lakia; osuus voidaan kuvata aktiivisuuskertoimina γ_i ja ylimääräisen Gibbsin energian G^E kautta. Mallit kuten Margules, Wilson, NRTL ja UNIQUAC kuvaavat liuosten epäideaalisuutta ja niiden vuorovaikutuksia. Epäideaalisuus voi olla positiivista (epäyhteensopivat vuorovaikutukset heikentävät sekoittumista) tai negatiivista (vahvemmat vuorovaikutukset parantavat sekoittumista).

Merkitys: epäideaalisuus vaikuttaa faasien rajojen muodostumiseen, haihduttuvuuteen ja liuosten suunnitteluun sekä prosessitekniikkaan, kuten distillaatioihin ja sekoitusprosesseihin. Teoriaa tukevat sekä kokeelliset mittaukset (PVT, P–x–y) että termodynaamiset mallit.