Η βασική διαφορά μεταξύ της εξίσωσης κατάστασης και του συντελεστή δραστηριότητας είναι ότι η εξίσωση κατάστασης μπορεί να εφαρμοστεί τόσο για υγρή όσο και για αέρια φάση, ενώ ο συντελεστής δραστηριότητας εφαρμόζεται μόνο για αέρια.
Η εξίσωση κατάστασης και ο συντελεστής δραστηριότητας είναι σημαντικές χημικές έννοιες. Η εξίσωση κατάστασης μπορεί να οριστεί ως μια θερμοδυναμική εξίσωση που σχετίζεται με μεταβλητές κατάστασης που περιγράφουν την κατάσταση της ύλης σε ορισμένες φυσικές συνθήκες. Ο συντελεστής δραστηριότητας είναι ένας παράγοντας χρήσιμος στη θερμοδυναμική για τον υπολογισμό των αποκλίσεων που προέρχονται από την ιδανική συμπεριφορά σε ένα μείγμα χημικών ουσιών.
Τι είναι η εξίσωση κατάστασης;
Η εξίσωση κατάστασης μπορεί να οριστεί ως μια θερμοδυναμική εξίσωση που σχετίζεται με τις μεταβλητές κατάστασης που περιγράφουν την κατάσταση της ύλης σε ορισμένες φυσικές συνθήκες. Οι φυσικές συνθήκες που μπορούν να καθοριστούν περιλαμβάνουν την πίεση, τον όγκο, τη θερμοκρασία και την εσωτερική ενέργεια. Αυτή η εξίσωση είναι πολύ σημαντική για την εξήγηση των ιδιοτήτων των ρευστών, των μιγμάτων ρευστών, των στερεών κ.λπ.
Δεν υπάρχουν εξισώσεις κατάστασης που να περιγράφουν τις ιδιότητες όλων των ουσιών με ακρίβεια κάτω από όλες τις συνθήκες. Επομένως, περιγράφουμε τις ιδιότητες χρησιμοποιώντας την ιδανική κατάσταση των ουσιών. Για παράδειγμα, ο νόμος του ιδανικού αερίου είναι ένας τύπος εξίσωσης κατάστασης. Αυτή η εξίσωση είναι περίπου ακριβής για ασθενή πολικά αέρια όταν λαμβάνονται υπόψη χαμηλές πιέσεις και μέτριες θερμοκρασίες.
Η γενική μορφή της εξίσωσης κατάστασης μπορεί να δοθεί ως εξής:
f(p, V, T)=0
Εδώ, το p είναι η απόλυτη πίεση, το V είναι ο όγκος και το T είναι η απόλυτη θερμοκρασία. Ο κλασικός νόμος του ιδανικού αερίου, ο κβαντικός νόμος του ιδανικού αερίου, οι κυβικές εξισώσεις κατάστασης, οι μη κυβικές εξισώσεις κατάστασης, οι ιογενείς εξισώσεις κατάστασης, οι εξισώσεις κατάστασης SAFT, οι πολυπαραμετρικές εξισώσεις κατάστασης κ.λπ., είναι μερικοί τύποι εξισώσεων κατάστασης.
Τι είναι ο Συντελεστής Δραστηριότητας;
Ο συντελεστής δραστηριότητας είναι ένας παράγοντας που χρησιμοποιείται στη θερμοδυναμική για τον υπολογισμό των αποκλίσεων που προέρχονται από την ιδανική συμπεριφορά σε ένα μείγμα χημικών ουσιών. Όταν εξετάζουμε ένα ιδανικό μείγμα, οι μικροσκοπικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ ζευγών χημικών ειδών είναι συνήθως παρόμοιες. Επομένως, μπορούμε να εκφράσουμε τις ιδιότητες των μιγμάτων απευθείας σε όρους απλών συγκεντρώσεων ή μερικών πιέσεων των ουσιών που υπάρχουν. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ο νόμος του Raoult. Μπορούμε να δώσουμε τις αποκλίσεις από την ιδεατότητα τροποποιώντας τη συγκέντρωση χρησιμοποιώντας έναν συντελεστή δραστηριότητας. Το αντίθετο του συντελεστή δραστηριότητας είναι ο συντελεστής φυγοκέντρησης.
Εικόνα 01: Συντελεστής δραστηριότητας για ένα μείγμα χλωροφορμίου και μεθανόλης
Τυπικά, μπορούμε να προσδιορίσουμε τον συντελεστή δραστηριότητας μέσω πειραματικών μεθόδων. Αυτό γίνεται κάνοντας μετρήσεις σε μη ιδανικά μείγματα. Οι δύο κύριες μέθοδοι είναι οι ραδιοχημικές μέθοδοι και η μέθοδος άπειρης αραίωσης. Για παράδειγμα. Μπορούμε να πάρουμε τον συντελεστή δραστηριότητας για δυαδικά μείγματα στην άπειρη αραίωση κάθε συστατικού.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της εξίσωσης κατάστασης και του συντελεστή δραστηριότητας;
Η εξίσωση κατάστασης και ο συντελεστής δραστηριότητας είναι σημαντικές χημικές έννοιες. Η εξίσωση κατάστασης είναι μια θερμοδυναμική εξίσωση που σχετίζεται με τις μεταβλητές κατάστασης που περιγράφουν την κατάσταση της ύλης σε ορισμένες φυσικές συνθήκες, ενώ ο συντελεστής δραστηριότητας είναι ένας παράγοντας που χρησιμοποιείται στη θερμοδυναμική για τον υπολογισμό των αποκλίσεων που προέρχονται από την ιδανική συμπεριφορά σε ένα μείγμα χημικών ουσιών. Η βασική διαφορά μεταξύ της εξίσωσης κατάστασης και του συντελεστή δραστηριότητας είναι ότι η εξίσωση κατάστασης μπορεί να εφαρμοστεί τόσο για υγρές όσο και για αέριες φάσεις, ενώ ο συντελεστής δραστηριότητας εφαρμόζεται μόνο για αέρια. Επιπλέον, η εξίσωση της κατάστασης είναι πολύπλοκη στη χρήση, ενώ ο συντελεστής δραστηριότητας είναι σχετικά απλός στη χρήση.
Το παρακάτω infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ της εξίσωσης κατάστασης και του συντελεστή δραστηριότητας σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Εξίσωση κατάστασης έναντι συντελεστή δραστηριότητας
Η εξίσωση κατάστασης και ο συντελεστής δραστηριότητας είναι σημαντικές χημικές έννοιες. Η βασική διαφορά μεταξύ της εξίσωσης κατάστασης και του συντελεστή δραστηριότητας είναι ότι η εξίσωση κατάστασης μπορεί να εφαρμοστεί τόσο για υγρές όσο και για αέριες φάσεις, ενώ ο συντελεστής δραστηριότητας εφαρμόζεται μόνο για αέρια.
