Direkt zum Inhalt

Lexikon der Chemie: Aktivität

Aktivität, 1) Maßzahl für die Zusammensetzung realer Mischungen. In einer idealen Mischphase ist die Summe der molekularen Wechselwirkungen zwischen den Komponenten gleich der in den reinen Stoffen. In realen Mischungen treten zusätzliche Wechselwirkungen auf. Sie führen zu Abweichungen in allen Gesetzmäßigkeiten, die ursprünglich unter der Annahme idealen Verhaltens abgeleitet worden sind, z. B. im Massenwirkungsgesetz, im Nernstschen Verteilungssatz oder im Löslichkeitsprodukt. Um die für ideale Mischphasen geltenden Beziehungen aufrecht erhalten zu können, werden korrigierte Zusammensetzungsvariable, die A. a, eingeführt, die das Produkt aus den betreffenden Zusammensetzungsgrößen und dem Aktivitätskoeffizienten f sind: a = fx x; ac = fcc; am = fmm, hierbei sind x der Molenbruch, c die Konzentration und m die Molalität.

Die Definition der A. basiert auf dem chem. Potential μi,real= μi0RT ln xi + Δμi. Hierbei bedeuten μi0 das chem. Standardpotential des Stoffes i, xi den Molenbruch des Stoffes i in der Mischphase und Δμi die Abweichung des chem. Potentials der realen Mischphase (Exzeßgröße). Δμi entspricht der molaren reversiblen Arbeit zur Überführung des Stoffes i aus der idealen in die reale Mischphase. Mit Δμi = RT ln fi ergibt sich μi,real = μi0 + RT ln ai mit ax,i = fx,i xi. Der korrigierte Molenbruch heißt A. ax,i der Korrekturfaktor Aktivitätskoeffizient fx,i.

Aus praktischen Gründen können chem. Potentiale auch mit Konzentrationen ci oder Molalitäten mi und entsprechend veränderten Standardpotentialen μ0i formuliert werden. Abweichungen vom idealen Verhalten erfordern auch hier die Definition von A. gemäß ac,i = ci·fc,i oder a m,i = mi·fm,i.

Aktivitätskoeffizienten sind konzentrationsabhängig, da die zusätzlichen Wechselwirkungen mit der Zusammensetzung der Mischphase variieren. Im Zustand der idealen Mischung sind die Aktivitätskoeffizienten gleich eins. Der ideale Zustand für Molenbruchaktivitäten ax,i ist im allg. der reine Stoff, d. h. fx,i = 1 für xi = 1, für Konzentrations- und Molalitätsaktivitäten der Zustand der unendlich verd. Lösung, d. h. fc,i = 1 für ci → 0 und fm,i = 1 für mi → 0.

Während sich Lösungen neutraler Teilchen bei nicht zu großen Konzentrationen nahezu ideal verhalten, treten bei Elektrolytlösungen wegen der weitreichenden elektrostatischen Wechselwirkungen der Ionen schon bei Konzentrationen ≤ 10-3 mol dm-3 starke Abweichungen vom idealen Verhalten auf.

Aktivitätskoeffizienten müssen experimentell bestimmt werden. Für verd. Lösungen starker Elektrolyte ist ihre Berechnung mit Hilfe der Debye-Hückel-Theorie möglich.

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren
Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
Dr. Lutz-Karsten Finze, Großenhain-Weßnitz
Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
Prof. Dr. Gerhard Gritzner, Linz
Prof. Dr. Helmut Hartung, Halle
Prof. Dr. Peter Hellmold, Halle
Prof. Dr. Günter Hoffmann, Eberswalde
Prof. Dr. Hans-Dieter Jakubke, Leipzig
Prof. Dr. Thomas M. Klapötke, München
Prof. Dr. Hans-Peter Kleber, Leipzig
Prof. Dr. Reinhard Kramolowsky, Hamburg
Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
Prof. Dr. Ulrich Liebscher, Dresden
Dr. Wolfgang Liebscher, Berlin
Dr. Frank Meyberg, Hamburg
Prof. Dr. Peter Nuhn, Halle
Dr. Hartmut Ploss, Hamburg
Dr. Dr. Manfred Pulst, Leipzig
Dr. Anna Schleitzer, Marktschwaben
Prof. Dr. Harald Schmidt, Linz
Dr. Helmut Schmiers, Freiberg
Prof. Dr. Klaus Schulze, Leipzig
Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
Prof. Dr. Günther Wagner, Leipzig
Prof. Dr. Manfred Weißenfels, Dresden
Dr. Klaus-Peter Wendlandt, Merseburg
Prof. Dr. Otto Wienhaus, Tharandt

Fachkoordination:
Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher

Redaktion:
Sabine Bartels, Ruth Karcher, Sonja Nagel


Partnerinhalte