koolstofactiviteit

Koolstofactiviteit is een thermodynamische maat die de effectieve hoeveelheid koolstof in een systeem aangeeft. In chemie en geochemie verwijst koolstofactiviteit (aC) naar de activiteit van koolstofbevattende species en toont daarmee de neiging van koolstof om te reageren of om verbindingen te vormen. De activiteit is gedefinieerd door μ = μ° + RT ln a, waarbij μ de chemische potentiaal is en μ° de standaardpotentiaal.

In waterige oplossingen komt koolstof vaak voor als CO2(aq), H2CO3*, HCO3− en CO3^2−. De koolstofactiviteit in een oplossing is de som van de activiteiten van deze koolstofbevattende deeltjes, en elk a_i = γ_i [i], met γ_i de activiteitcoëfficiënt en [i] de molaire concentratie. In gasfase wordt koolstofactiviteit uitgedrukt als de fugaciteit fCO2, waarbij aCO2 = fCO2 / f°. Bij ideale gasvoorwaarden is aCO2 gelijk aan de partiële druk PCO2.

In vaste koolstofhoudende fasen (zoals grafiet of koolstofcarbiden) wordt de koolstofactiviteit meestal vastgesteld ten opzichte van een referentestaat zoals grafiet; veranderingen in aC beïnvloeden processen zoals carburisatie of decarburisatie. Koolstofactiviteit speelt ook een rol bij carbonateer- en dissolutie-evenwichten in waterige systemen, bij de regulatie van pH en bij materialenprocessen in de metallurgie en cementleer. De exacte waarde van aC is afhankelijk van temperatuur, druk en de samenstelling van het systeem en wordt afgeleid uit relevante thermodynamische evenwichten.