Aktivitetskoefficienten, γ, anger avvikelsen från en ideal blandnings uppförande i en gas eller vätskeblandning, men kan även tala om hur joner och deras elektrostatiska växelverkningar beter sig i elektrolytlösningar. Aktivitetskoefficienten används inom lösningskemin för att göra omräkningar mellan lösta koncentrationer och aktiviteter i kemiska jämviktsuttryck.
Aktivitetskoefficienten definieras genom sambandet
a = γ C, alt. a = γ x
där a är aktiviteten för ett ämne, C dess koncentration i enheten mol per liter, x molbråket för det specifika ämnet och γ (den grekiska bokstaven gamma) är aktivitetskoefficienten.
För lösta oorganiska ämnen utan laddning, till exempel oladdade komplex, har aktivitetskoefficienten ett värde nära 1 och man kan därför ofta sätta aktiviteten lika med koncentrationen. Samma sak gäller i princip för joner då jonstyrkan går mot noll, särskilt för joner med låg laddning.
I övrigt kan lösta joner och laddade komplex ha ett värde för γ mellan 0 och 1, och dess värde är starkt beroende av jonstyrkan samt jonens eller komplexets laddning. Det finns inget teoretiskt riktigt samband som beskriver γ som funktion av jonstyrka och laddning för alla förhållanden.
Approximationsmetoder En ofta använd ekvation, som kan användas vid jonstyrkor upp till 0,5 mol per liter, är Davies ekvation för vattenlösningar:
där z är jonens eller komplexets laddning, och I är jonstyrkan i mol per liter. Davies' ekvation finns normalt sett inlagd i datorprogram för kemisk jämvikt och kan därför lätt användas i jämviktsberäkningar.
Vid jonstyrkor högre än 0,5 mol/l måste mer komplicerade samband användas, till exempel Pitzer's ekvationer eller Specific ion-interaction theory (SIT).
Exempelberäkning Nedan visas sambandet mellan jonens laddning och aktivitetskoefficienten för jonstyrkor upp till 0,5 mol per liter, beräknad enligt Davies' ekvation, då temperaturen är 25 grader Celsius:
+Aktivitetskoefficienter (γ) som funktion av jonstyrkan och jonens laddning (z) i vatten enligt Davies' ekvationJonstyrka (mol/l)γ då z = 0γ då z = ± 1γ då z = ± 2γ då z = ± 3γ då z = ± 40111110,000510,9750,9030,7950,6640,00110,9650,8670,7250,5650,00210,9520,8200,6400,4520,00510,9270,7380,5050,2970,0110,9020,6610,3340,1910,0210,8710,5740,2870,1090,0510,8210,4540,1690,04260,110,7810,3720,1080,01910,210,7460,3100,07170,009220,510,7330,2890,06100,00693
Vid högre jonstyrkor än 0,5 mol/l beror värdet för γ även på andra faktorer som är specifika för olika joner, varför γ då blir beroende av sammansättningen av joner i lösningen.
Litteratur M. M. Benjamin. Water chemistry'' (2002, McGraw-Hill).
Kategori:Fysikalisk kemi Kategori:Kemiska reaktioner