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Activité chimique

L'activité chimique d'une espèce est l'influence de la quantité d'une espèce sur l'énergie libre d'un système. Elle se note a.

Le potentiel chimique µ_i d'une espèce i est la dérivée partielle de l'énergie libre de Gibbs du système par rapport à la quantité n_i de i (nombre de moles) :

$\mu_i = \frac{\partial G}{\partial n_i}$

Ce potentiel chimique dépend de la température T, de la pression P et de l'activité a_i selon la formule :

$\mu_i(T,P) = \mu_i^0(T) + R \cdot T \cdot \ln(a_i)$

où R est la constante des gaz parfaits et µ_i⁰ est la valeur de µ_i dans des conditions de référence.

Dans le cas d'un gaz, l'activité porte le nom de fugacité, elle est notée ƒ, on a alors :

$\mu_i(T,P) = \mu_i^0(T) + R \cdot T \cdot \ln(f_i)$

Dans la plupart des cas, l'activité s'exprime de manière simple :

solution :
- le solvant a une activité égale à 1
- l'activité d'un soluté est égale au rapport de sa concentration avec une concentration de référence tant que celle-ci a des valeurs faibles ;
  $a_i = \frac{c_i}{c^0}$
  concrètement, elle est égale à sa concentration en mol.L^-1 (en prenant une concentration de référence de 1 mol.L^-1) ;
mélange de gaz : la fugacité est égale au rapport de la pression partielle du gaz sur une pression de référence, tant que cette pression garde des valeurs faibles ;
$f_i = \frac{p_i}{p^0}$
concrètement, elle est égale à la pression partielle en bar (en prenant une rpessiond e référence de 1 bar)
solide : un solide a une activité de 1.

L'activité chimique intervient dans la définition de la constante d'équilibre.

Catégories: Thermodynamique | Chimie

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