aktivitetskoeffisienter

Aktivitetskoeffisienter beskriver avvik fra ideell atferd i løsninger ved å gjøre det mulig å bruke aktivitet fremfor ren konsentrasjon i termodynamiske uttrykk. For hver komponent i løsningen er aktivitetskoeffisienten gamma_i en dimensjonsløs faktor som reflekterer interaksjoner mellom partikler. Aktiviteten a_i er relatert til konsentrasjonen c_i (eller molaliteten m_i, avhengig av valgt standardtilstand) gjennom a_i = gamma_i · c_i (eller a_i = gamma_i · m_i).

Kjemisk potensial μ_i er gitt av μ_i = μ_i^0 + RT ln a_i; dermed er gamma_i sentral for å beskrive hvordan løsningen avviker fra ideell atferd ved aktuelle forhold. Standardtilstandens aktivitet er satt til a_i^0 = 1, og gamma_i = a_i / a_i^0 = a_i i praksis.

I elektrolytter er det vanlig å bruke mean aktivitet coefficient γ_± for hele ionparet, mens individuelle γ_i beskriver hvert ion. Gammaer nær 1 indikerer nær ideell adferd; avviket øker med ionestyrke og temperaturendringer.

Praktisk beregning av gamma_i gjøres med teoretiske modeller og eksperimentelle data. Debye–Hückel-limiting law og utvidet Debye–Hückel beskriver avvik for svakere elektrolytter ved lave ionestyrker; Davies-ligningen og Pitzer-modellen gir utvidede korreksjoner for høyere styrker og spesifikke ion-interaksjoner. Mer avanserte tilnærminger inkluderer Specific Ion Interaction Theory og ion-by-ion modeller.

Aktivitetskoeffisienter er viktige i kjemi, elektrochemie, farmasøytisk formulering, miljø- og prosesskjemi, og ved faseutveksling og oppløsning av salter, hvor nøyaktige beregninger av kjemiske potensialer og likeveier avhenger av ikke-ideell oppførsel.