溶液
溶液(ようえき、英: solution)とは、2つ以上の物質から構成される液体状態の混合物である。一般的には主要な液体成分の溶媒(ようばい、solvent)と、その他の気体、液体、固体の成分である溶質(ようしつ、solute)とから構成される。
溶液は巨視状態においては安定な単一、且つ均一な液相を呈するが、溶質成分と溶媒成分とは単分子が無秩序に互いに分散、混合しているとは限らない。すなわち溶質物質が分子間の相互作用により引き合った次に示す集合体
会合により形成される多量体分子(高分子の場合を含む)
溶媒和分子
分子クラスター
コロイド粒子
などが溶媒に分散している溶液も多い。特に微視状態において2つ以上の相が分散混合していて、巨視的には一様な分散系溶液をコロイド溶液と呼ぶ。状況によっては、理想溶液の振舞いとの乖離が大きいコロイド溶液は、溶液とは見なさない場合もある(コロイド溶液については記事 分散系に詳しい)。
蒸気圧が充分に低圧で理想気体と近似できる場合は各成分のフガシティーを蒸気圧 P 1 {\displaystyle P_{1}} 、 P 2 {\displaystyle P_{2}} で置いてよく以下のようになる。ここで P 1 ∘ {\displaystyle P_{1}^{\circ }} 、 P 2 ∘ {\displaystyle P_{2}^{\circ }} は各成分の純液体の蒸気圧である。各成分の蒸気圧は各成分のモル分率に比例する。(ラウールの法則)
P 1 = P 1 ∘ X 1 = P 1 ∘ ( 1 − X 2 ) {\displaystyle P_{1}=P_{1}^{\circ }X_{1}=P_{1}^{\circ }(1-X_{2})}
P 2 = P 2 ∘ X 2 = P 2 ∘ ( 1 − X 1 ) {\displaystyle P_{2}=P_{2}^{\circ }X_{2}=P_{2}^{\circ }(1-X_{1})}
また成分2の希薄溶液において、 X 2 {\displaystyle X_{2}} が0に近いときその近傍で微分学により以下の式が成立する。成分2のフガシティーは成分2のモル分率に比例する。(ヘンリーの法則)
∂ f 2 ∂ X 2 = f 2 X 2 = const {\displaystyle {\frac {\partial f_{2}}{\partial X_{2}}}={\frac {f_{2}}{X_{2}}}={\mbox{const}}}