活量のソースを表示

{{出典の明記|date=2012年11月}}
'''活量'''（かつりょう、{{lang-en-short|activity}}）は、実在溶液における実効モル濃度である。できる限り[[モル濃度]]（あるいは他の濃度）に近い性質を持ち、しかも厳密な[[熱力学]]の関係に登場し得る量である。一般的には、[[温度]]、[[圧力]]、[[物質量]]についての複雑な関数になる<ref>{{Cite book|和書|author=田崎晴明|authorlink=田崎晴明|title=熱力学 現代的な視点から|series=新物理学シリーズ 32|publisher=[[培風館]]|edition=初版|date=2000-4-12|page=184|isbn=9784563024321|ref=tasaki}}</ref><ref>{{Cite book|和書|author=P. A. Atkins; J. de Paula|title=物理化学(上)|edition=8|series=|date=|year=2009|publisher=東京化学同人|pages=|translator=千原秀昭、中村亘男|isbn=9784807906956}}</ref>。

理想系と実存系に存在する誤差を修正するために[[ギルバート・ルイス]]によって導入された[[物理量]]で、普通<math>a</math>、或いは<math>A</math>と表される。'''活動度'''と呼ばれる場合もある。

== 化学ポテンシャルとの関係 ==
理想的な混合物の場合、成分<math>i</math>の[[化学ポテンシャル]]は[[ラウールの法則]]より以下のように与えられる：

:<math>\mu_i (p,T) = \mu_i^\circ (T) + RT \ln x_i</math> 

ここで、<math>\mu_i^\circ</math>は基準となる化学ポテンシャル、<math>x_i</math>は成分<math>i</math>の[[モル分率]]、<math>p</math>は圧力、<math>T</math>は温度である。

これに対し実在系、すなわちラウールの法則が成り立たない系では、化学ポテンシャルは以下のように'''活量'''で表される：

:<math>\mu_i(p,T) = \mu_i^\circ (T) + RT \ln a_i</math>
つまり
:<math>\Delta \mu_i = RT \ln a_i \iff a_i = e^{\Delta \mu_i / RT}</math>

である。

溶液の場合、溶質の濃度が0に近づくにつれてラウールの法則からのズレが小さくなるため、溶媒および溶質の活量はモル分率で近似される（<math>x_{\mathrm{solvent}} \to 1</math>、<math>x_{\mathrm{solute}} \to 0</math>につれて<math>a_{\mathrm{solvent}} \to x_{\mathrm{solvent}}</math>、<math>a_{\mathrm{solute}} \to x_{\mathrm{solute}}</math>）。

== 活量係数 ==
'''活量係数'''（{{lang-en-short|activity coefficient}}）<math>\gamma</math>は次式によって定義される。
:<math>a_i \equiv \gamma_i x_i \,</math>

これは理想とする数値からのずれを表す指標となっている。希薄溶液の場合、溶液および溶質の活量係数は1に近づく（<math>x_{\mathrm{solvent}} \to 1</math>、<math>x_{\mathrm{solute}} \to 0</math>につれて<math>\gamma_{\mathrm{solvent}} \to 1</math>、<math>\gamma_{\mathrm{solute}} \to 1</math>）。

== 絶対活量 ==
'''絶対活量'''（{{lang-en-short|absolute activity}}）は以下のように定義される。そのため<math>a</math>は'''相対活量'''（{{lang-en-short|relative activity}}）と呼ばれることもある。

<math>
\begin{cases}
\lambda_i \equiv \exp(\mu_i/RT) \\
\displaystyle\frac{\lambda_i}{\lambda_i^\circ} = \frac{\Delta\mu_i}{RT}
\end{cases}
</math>


== 近似 ==
活量は分圧を基準圧力1&nbsp;[[バール (単位)|bar]]で除したものや、モル濃度を基準濃度1&nbsp;mol/Lで除したもので近似される。

== 参考文献 ==
<references/>

== 関連項目 ==
*[[ラウールの法則]]
*[[ヘンリーの法則]]
*[[フガシティー]]

{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:かつりよう}}
{{chem-stub}}
[[Category:物理化学]]
[[Category:溶液化学]]
[[Category:状態量]]