Aktiivisuus
Wikipedia
Aktiivisuus on kemiallinen suure, joka on aineen tehollinen konsentraatio. Väkevämmissä liuoksissa ei voida enää olettaa, että liuennut aine hajoaa täydellisesti liuokseen, vaan aine tarrautuu itseensä sekä muihin yhdisteisiin kiinni, joten sen tehollinen eli välittömästi saatavilla oleva konsentraatio on pienempi. Esimerkiksi pH on määritelty vetyioniaktiivisuuden mukaan, koska pH mittaa liuoksen välitöntä happamuutta — ja siten reaktiivisuutta ja syövyttävyyttä — eikä neutralointikykyä.
[muokkaa] Määritelmä
Termodynamiikan teoriaa käyttämällä voidaan johtaa, että ideaaliseoksessa liuoksen kemiallinen potentiaali μ riippuu lämpötilasta T ja pitoisuudesta x seuraavasti:
Tätä samaa kaavaa voi käyttää aktiivisuuden määrittelemiseen, jos oletetaan, että kaavaa voidaan käyttää samassa muodossa myös epäideaalisille seoksille.
Ideaaliseokselle a = x eli aktiivisuus on sama kuin pitoisuus.
Aktiivisuus on yksikötön suure. Se määritellään mielivaltaisen standarditilan mukaan.
- a = f C/C
o
missä a on aktiivisuus, f on aktiivisuuskerroin ja C on pitoisuus (joko mooliosuus, konsentraatio tai molaalisuus). Standarditila on yleensä joko mooliosuus = 1, konsentraatio = 1 mol/l tai molaalisuus = 1 mol/kg. Riippumatta siitä minkä valitsee, kussakin laskussa on käytettävä aina samaa standarditilaa. Aktiivisuuskertoimeen f kuvaa sitä, kuinka paljon liuoksen aktiivisuus poikkeaa konsentraatiosta, ja sen arvioimiseen on useita menetelmiä.
[muokkaa] Vaikutukset
Yleensä kokonaiskonsentraatioltaan alle 0,1 mol/l liuoksille voidaan olettaa, että aktiivisuus on noin sama kuin konsentraatio. Jo inertin suolankin lisääminen niin, että 0,1 mol/l ylittyy, tekee liuoksen niin vahvaksi, että aktiivisuus on selvästi pienempi ja pH ei ole sama kuin konsentraatiosta laskettu. Jos liuoksessa on vain happoa, on pH 1 — joka vastaa ionivahvuutta 0,1 mol/l — se, jonka alapuolelle mentäessä laskuissa on otettava huomioon se, että liuoksen suuri ionivahvuus pienentää aktiivisuutta ja siten nostaa itse pH-arvoa.