化学ポテンシャル

質問

純溶媒よりも溶液の方が化学ポテンシャルが低い理由を教えてください。

回答No.1

jamf0421

xiをモル分率として理想系が
μi=μi*(T,P)+RTlnxi・・・(1)
のかたちになっている件ですね。余談ですが純成分の場合(xi=1）のときμi=μi°（iそのものの化学ポテンシャル）ですが、わざわざμ*と書くのはxi=1の値でなくxi→1の外挿値だからです。
とくにxi=1まで理想系ならば
μi*(T,P)=μi°(T,P)・・・(2)
です。混ざっている成分iすべてについて理想系ならば完全混合系で
μi*(T,P)=μi°(T,P)
です。
さて、二成分1と２の完全混合系を考えるとモルあたりのGibbs自由エネルギーは
g=x1μ1+x2μ2=g°+RTx1lnx1+RTx2lnx2
となります。完全混合系だからg°と書いておきます。ここで
g°=x1g1°+x2g2°
です。一方
gmix=RTx1lnx1+RTx2lnx2・・・(3)
の部分は成分1と2が混合した結果に起因するgの減少で混合のGibbs自由エネルギーといいます。混合のエントロピー増大がGibbs自由エネルギーの減少をもたらしているのです。

お礼

ありがとうございました(^-^)