薬剤師国家試験出題項目

活量と活量係数

1 活量と活量係数

活量aとは、熱力学を実在溶液に適用させるために導入された実効濃度のことであり、また、活量係数γとは、活量と実在溶液の濃度を関係づけるために導入された値である。

活量と活量係数の関係を考えるにあたり、クロロホルム−アセトン混合溶液の気相−液相平衡について考えてみる。

上記の図は、クロロホルム−アセトン混合溶液における蒸気圧変化を示している。上記の図より理想溶液における蒸気圧と実在溶液のおける蒸気圧がずれていることがわかる。このように理想溶液における蒸気圧と実在溶液の蒸気圧がずれることから、実在溶液の濃度より、ラウールの法則を用いて蒸気圧を算出することはできない。

そこで導入される値が活量aである。活量aは実効濃度のことであり、活量係数γに実存溶液の濃度(モル分率)をかけることにより求めることができる(式:a=γ・x)。


2 活量係数と異種分子間力

 活量係数γとは、活量と実在溶液の濃度を関係づけるために導入された値であり、活量係数と分子間力には以下の関係が成立する。

<活量係数γ=1の場合>
a=γ・xより、a=xとなることから、活量と実在溶液の濃度にずれが生じていない。このような実在溶液は理想溶液であり、同種分子間力と異種分子間力が同じである。

<活量係数γ<1の場合>
a=γ・xより、a<xとなることから、活量は実在溶液の濃度より小さくなる。このような実在溶液では、同種分子間力<異種分子間力となる。
例)クロロホルム−アセトン混合液
クロロホルム−アセトンの間には水素結合が形成され、同種分子間力よりも異種分子間力が強くなり、a<x(γ<1)となる。

<活量係数γ>1の場合>
a=γ・xより、a>xとなることから、活量は実在溶液の濃度より大きくなる。このような実在溶液では、同種分子間力>異種分子間力となる。

 

◇関連問題◇
第95回 問21、第100回 問93(②)

◇テキスト◇
活量と活量係数 PDF

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