07/06/02 23:06:08
>>40
水に溶けている水素の化学ポテンシャルは
μ(l)=μﾟ(l)+R*T*ln{a(l)}
となる。
μﾟ(l)は純粋な液体水素の化学ポテンシャル、a(l)は水中の水素の活量。
同様に大気中の水素の化学ポテンシャルは
μ(g)=μﾟ(g)+R*T*ln{a(g)}
μﾟ(g)は純粋な気体水素の化学ポテンシャル、a(g)は大気中の水素の活量。
溶解平衡にあってはμ(l)=μ(g)より
μﾟ(l)+R*T*ln{a(l)}=μﾟ(g)+R*T*ln{a(g)}
よって
μﾟ(g)ｰμﾟ(l)=R*T*ln{a(l)/a(g)}
μﾟ(g)ｰμﾟ(l)は純粋系での蒸発にともなうモルGibbsエネルギー変化なので
μﾟ(l)ｰμﾟ(g)=ΔG
とかける。
Gibbp-Helmholtzの式より
{∂(∂ΔG/T∂)/∂T}=ｰΔH/T^2
[∂{∂R*ln{a(l)/a(g)}∂]/∂T]=ｰΔH/T^2
積分すると
ln{a(l)/a(g)}=ｰΔH/R*{(1/T1)ｰ(1/T2)}
よって
a(l)=a(g)*exp[ｰΔH/R*{(1/T1)ｰ(1/T2)}]
T1を標準状態の温度とすれば、任意の温度で水素の活量がえられる。
活量は活量係数γを用いてモル分率xと結び付く。
a(l)=γ*x
x=a(l)/γ
こうして水素の溶解度がわかる。
つまり温度と、大気中の水素活量によって可変で、一概にはかたれない。