0102

Dla składnika /' jest:

AG, = RT n, ln jc,

Skoro G® jest entalpią swobodną składnika i w stanie czystym, jego entalpia swobodna w mieszaninie z innymi gazami jest

G, = G? + AG,

z czego wynika wzór 4.27.

Entalpia swobodna każdego ze składników gazu jest mniejsza w mieszaninie niż w stanie czystym, jest bowiem x, < 1, więc AG,= G, — G? < 0. Jest to zrozumiałe, mieszanie jest procesem nieodwracalnym powodującym wzrost entropii, a co za tym idzie wzrost energii związanej, a ubytek entalpii swobodnej.

Wzór 4.27 można także zastosować do roztworów doskonałych, to jest roztworów, w których zaniedbać można oddziaływania międzycząsteczkowe. W przybliżeniu warunek ten spełniają roztwory rozcieńczone. G, wyraża wtedy entalpię swobodną substancji i w stanie rozpuszczonym, a G“ w stanie czystym.

4.6. Potencjał chemiczny

Entalpia swobodna danej substancji czystej zależy wyłącznie od ciśnienia i temperatury. Ta sama ilość substancji, jako część składowa układu wieloskładnikowego (mieszaniny gazów, roztwoni itp.), ma inną entalpię swobodną. Także zmiana ilości danej substancji wywołana wymianą z otoczeniem, przemianą fazową, reakcją chemiczną itp. pociąga za sobą zmianę jej entalpii swobodnej. Jeżeli proces zachodzi quasi-statycznie, to zmiana entalpii swobodnej składnika /, spowodowana zmianą jego ilości, jest równa pracy związanej z tym procesem.

AG, = A JE,

Praca ta, a więc i zmiana entalpii swobodnej AG, jest proporcjonalna do zmiany liczby moli Am, składnika i więc

A JE, = AG, = (z, Am,    4.28

Współczynnik proporcjonalności p, nosi nazwę potencjału chemicznego składnika i. Dla procesu ąuasi-statycznego zmiana liczby moli powinna być nieskończenie mała, dlatego ściślej potencjał chemiczny składnika i będzie zdefiniowany wzorem

dla T = const    4.29

p -- const

tij — const przy n_} »,

Fizyczne znaczenie potencjału chemicznego można odczytać z wzoru 4.28 lub 4.29: potencjał chemiczny składnika i wyrata liczbowo pracę wykonaną podczas zmiany liczby moli tego składnika o jeden, przy zachowaniu stałości temperatury, ciśnienia oraz ilości innych składników wchodzących w skład układu {n_} = const). Praca wyrażona wzorem 4.28 nosi często nazwę pracy chemicznej.

109