Fugacita

Pôvodná definícia fugacity nedefinovala absolútnu hodnotu fugacity ale jej inkrement df. Pre číselnú hodnotu zadefinoval Lewis ešte to, že v ideálnom roztoku (plynnom s tlakom limitne sa blížiacim k nule) je fugacita rovná parciálnemu tlaku zložky i.

${\displaystyle d\mu _{i}=RTd\ ln(f_{i})}$

Túto rovnicu možno formálne integrovať medzi dvoma stavmi. Nech je východiskový stav ideálny roztok a cieľový stav reálny roztok pri tej istej teplote a tlaku, potom dostaneme rovnicu:

${\displaystyle \mu _{i}-\mu _{i}^{*}=RT\ln \left({\frac {f_{i}}{x_{i}^{*}P^{*}}}\right)}$

V rovnici znak * označuje ideálne chovanie sa zložky i v roztoku. Výraz v menovateli zátvorky predstavuje fugacitu zložky i pri tom istom zloženi, tlaku a teplote akú ma reálny roztok ale v imagionárnom ideálnom stave. Podiel v zátvorke je definíciou fugacitného keoficientu.

Pre výpočet fugacitného koeficianta na základe experimentálných výsledkov možno použiť rovnicu:

${\displaystyle RTln{\frac {f_{i}}{x_{i}P}}=\int _{0}^{P}({\bar {V}}_{i}-{\frac {RT}{P}})dP}$

kde:

${\displaystyle {\bar {V}}_{i}}$ – je parciálny molárny objem zložky i

R  – univerzálna plynová konštanta

T – teplota.

Výraz v zátvorke je konštanta B a predstavuje druhý viriálny koeficient v jednej zo stavových rovníc reálneho plynu (tzv. Stavová rovnica reálneho plynu s 2. viriálnym koeficientom) Po integrácii konštanty dostaneme:

${\displaystyle Ln{\frac {f_{i}}{x_{i}P}}={\frac {Bp}{RT}}}$

Keďže pre výpočet parametra B bolo navrhnutých viacero empirických metód (na základe kritických hodnôt) možno ich využiť na empirický výpočet fugacitných koeficientov.

Fyzikálny portál Chemický portál