理想溶液

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理想溶液(りそうようえき)はラウールの法則に完全に従う溶液のこと。つまり、理想溶液はモル分率に比例して蒸気圧が決まる溶液を指す。一方で、ラウールの法則に従わない溶液を実在溶液という。溶質に比べて溶媒がはるかに大きい場合、ほとんどの溶液は溶質についてラウールの法則がおおよそ成立するので理想溶液と考えても差し支えない。しかし、そうでない場合は活量について考える必要がある。

成分1がn_1 molと成分2がn_2 mol混合して溶液となるときのエントロピー変化はそれぞれのモル分率をX_iとして以下の式で与えられる。

\Delta S_M = - R \left(n_1 \ln X_1 + n_2 \ln X_2 \right)

この式をn_2偏微分することにより成分2の部分モル溶解エントロピーが求まる。

\Delta \overline{S}_2 = \left( \frac{\partial \Delta S_M}{\partial n_2} \right)_{n_1} = - R \ln X_2 \,

成分2の部分モル溶解ギブス自由エネルギーは以下のようになる。

\Delta \overline{G}_2 = R T \ln X_2 \,

各液体のフガシティーは蒸気圧P_1 \,で近似され、モル分率に比例し以下の関係が成立する。ここでP_1^\circは各成分の純液体の蒸気圧である。

P_1 = P_1^\circ X_1 = P_1^\circ (1 - X_2)

関連項目[編集]