Aktiivisuus

Aktiivisuus (so. termodynaaminen aktiivisuus) on käsite, jonka avulla voidaan termodynaamiset tarkastelut laajentaa ideaalisista liuoksista käytännön liuoksiin, joissa termodynaamiset ominaisuudet eivät aina suoraan ole verrannollisia ainemääriin. Aktiivisuus tarkoittaa aineen (so. kemiallinen yhdiste) tehokasta (efektiivistä) painetta (kaasut), konsentraatiota (nesteet) tms. verrattuna aineen standarditilaan.

Määritelmä 
Aineen  aktiivisuus,  tai   on laaduton suure ja voidaan määritellä (molaarisen) kemiallisen potentiaalin avulla:

(1)

Tässä  on standarditilassa olevan aineen kemiallinen potentiaali,  on kaasuvakio, ja  on absoluuttinen lämpötila. Yhtälöstä (1) on todettavissa, että aktiivisuus riippuu kaikista tekijöistä, jotka vaikuttavat kemialliseen potentiaaliin. Aineen aktiivisuus voi todellisissa liuosseoksissa (so. reaaliliuoseos, useita ainesosia) poiketa seoksen kokonaiskonsentraatiosta johtuen liuosseoksen  molekyylien välisistä vuorovaikutuksista. Tätä poikkeamaa merkitään aktiivisuuskertoimella . Aineen  aktiivisuuskerroin on

(2)

Tässä aineen :n mooliosuus  ja  ainemäärä. Kun , Raoultin laki toimii tarkasti. Aktiivisuuskerroin kytkeen aktiivisuuden mitattuun mooliosuuteen , molaalisuuteen , massaosuuteen , molaariseen konsentraatioon , tai massakonsentraatioon  seuraavasti:

(3)

Tässä  on standardikonsentraatio ja  on standardimolaalisuus. 

Aineen aktivisuuden tarkastelussa ilmoitetaan aineen standarditilaA Yleisesti voidaan todeta, että

 puhtaalle nesteelle tai kiinteälle aineelle 
 liuenneelle aineelle :  tai 
 kaasuseoksessa kaasun  osapaine on sen aktiivisuus: 
  Tarkasti ottaen reaalikaasuilla aktiivisuus on , jossa  on aineen fugasiteetti (bar),  on standardipaine 1 bar = 100 kPa,  on yksikötön fugasiteettikerroin,  on mooliosuus kaasufaasissa, ja  on kaasuseoksen kokonaispaine
  Fugasiteetti on tehokas osapaine ja sille pätee

Lisätieto 
A Standarditilassaan aineen kemialliselle potentiaalille pätee , jolloin . Aineen standarditilaa valittaessa on päädytty valitsemaan termodynaamisten partiaalisten moolisuureiden vuoksi ns. hypoteettinen tila, jossa on ideaalisen äärettömän laimennuksen ominaisuudet. Tässä tilassa kaikkien osallistuvien ionien suhteen liuokset ovat 1 molaalisia.

Vaikutukset 
Yleensä kokonaiskonsentraatioltaan alle 0,1 mol/l liuoksille voidaan olettaa, että aktiivisuus on noin sama kuin konsentraatio. Jo inertin suolankin lisääminen niin, että 0,1 mol/l ylittyy, tekee liuoksen niin vahvaksi, että aktiivisuus on selvästi pienempi ja pH ei ole sama kuin konsentraatiosta laskettu.

Katso myös 
 Radioaktiivisuus

Lähteet 

Fysikaalinen kemia