*Tämä artikkeli käsittelee kemiallista aktiivisuutta. Radioaktiivisuutta ja siihen liittyvää* aktiivisuus *-nimistä suuretta käsitellään artikkelissa radioaktiivisuus.*
**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 i aktiivisuus, a\_{i} tai {\displaystyle (i)} on laaduton suure ja voidaan määritellä (molaarisen) kemiallisen potentiaalin avulla:

(1){\displaystyle \qquad \mu \_{i}\,=\,\mu \_{i}^{\ominus }+RT\,\ln a\_{i}}
Tässä {\displaystyle \mu \_{i}^{\ominus }} on standarditilassa olevan aineen kemiallinen potentiaali, R on kaasuvakio, ja T 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 \gamma. Aineen i aktiivisuuskerroin on

(2){\displaystyle \qquad \gamma \_{i}\,=\,{\frac {a\_{i}}{x\_{i}}}\,=\,{\frac {\text{tehokas konsentraatio}}{\text{kokonaiskonsentraatio}}}}

  

Tässä aineen i:n mooliosuus {\displaystyle x\_{i}={\frac {n\_{i}}{\sum \_{i}n\_{i}}},\sum x\_{i}=1} ja {\displaystyle n\_{i}=} ainemäärä. Kun {\displaystyle \gamma \_{i}\simeq 1}, Raoultin laki toimii tarkasti. Aktiivisuuskerroin kytkeen aktiivisuuden mitattuun mooliosuuteen x\_i, molaalisuuteen {\displaystyle b\_{i}}, massaosuuteen {\displaystyle m\_{i}={\frac {m\_{i}}{\sum \_{i}m\_{i}}}}, molaariseen konsentraatioon {\displaystyle c\_{i}={\frac {n\_{i}}{V}}}, tai massakonsentraatioon {\displaystyle \rho \_{i}={\frac {\rho \_{i}}{V}}} seuraavasti:

(3){\displaystyle \qquad a\_{i}\,=\,\gamma \_{x,i}x\_{i}\,=\,\gamma \_{b,i}{\frac {b\_{i}}{b^{\ominus }}}\,=\,\gamma \_{m,i}m\_{i}\,=\,\gamma \_{c,i}{\frac {c\_{i}}{c^{\ominus }}}\,=\,\gamma \_{\rho ,i}{\frac {\rho \_{i}}{\rho ^{\ominus }}}}
Tässä {\displaystyle c^{\ominus }} on standardikonsentraatio ja {\displaystyle b^{\ominus }} on standardimolaalisuus. 

  

Aineen aktivisuuden tarkastelussa ilmoitetaan aineen standarditilaA Yleisesti voidaan todeta, että

* puhtaalle nesteelle tai kiinteälle aineelle a=1
* liuenneelle aineelle i: {\displaystyle a\_{i}=\gamma \_{i}{\frac {c\_{i}}{c^{\ominus }}}} tai {\displaystyle a=\gamma \_{i}'{\frac {b\_{i}}{b^{\ominus }}}}
* kaasuseoksessa kaasun i osapaine on sen aktiivisuus: {\displaystyle a\_{i}=P\_{i}}

Tarkasti ottaen reaalikaasuilla aktiivisuus on {\displaystyle a\_{i}={\frac {f\_{i}}{P^{\ominus }}}=\varphi \_{i}\,y\_{i}{\frac {P}{P^{\ominus }}}}, jossa {\displaystyle f\_{i}} on aineen fugasiteetti (bar), {\displaystyle P^{\ominus }} on standardipaine 1 bar = 100 kPa, {\displaystyle \varphi \_{i}} on yksikötön fugasiteettikerroin, y\_{i} on mooliosuus kaasufaasissa, ja P on kaasuseoksen kokonaispaine
Fugasiteetti on tehokas osapaine ja sille pätee {\displaystyle \lim \_{P\to 0}{\frac {f}{P}}=1}

Lisätieto
---------

A Standarditilassaan aineen kemialliselle potentiaalille pätee {\displaystyle \mu \_{i}=\mu \_{i}^{\ominus }}, jolloin {\displaystyle a\_{i}\equiv 1}. 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
-------

1. 1 2 3  Antti Kivinen ja Osmo Mäkitie, Kemia, s. 219, (1978), Otava, ISBN 951-1-04393-5
2. ↑   International Union of Pure and Applied Chemistry, 2. painos, sivu 49, (1993), Oxford, ISBN 0-632-03583-8