ある化学種i(単体または化合物)が混合物中に存在するとき、その化学種1モル当りの自由エネルギー(ギブス自由エネルギー)を化学ポテンシャルμiという。ある化学種の1モル当りの自由エネルギーは、化学種が1種類だけの純粋な系では、その系の自由エネルギーをそのモル数で割れば求められるが、混合物の場合には、
μi=(∂G/∂Ni)T,p,Nj (j≠i)
により求められる。すなわち、温度T、圧力pが一定の下で、混合物にその化学種iを微少量dNi モル加えたときの自由エネルギー増加 dGから、この式によって求められるのである。混合物の自由エネルギーは、Gが質量変数であるので、
となり、それぞれの化学種の自由エネルギーの合計()となる。このように化学ポテンシャルは、ある化学種が混合物中にあるときの自由エネルギーなので、化学平衡などの取扱いに用いられる。
[戸田源治郎]
出典 ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典について 情報
一つの系においてある成分だけを1分子または1 mol追加するときの仕事。同一粒子からなる系では,その化学ポテンシャルは1分子当りまたは1mol当りのギブズの自由エネルギーに等しい。粒子の出入りが可能な多成分系では,平衡状態になる条件の一つは,異なる相の化学ポテンシャルが互いに等しくなることであり,化学ポテンシャルが互いに異なる場合には,化学ポテンシャルの大きいほうから小さいほうに粒子の移動が起こる。粒子数Nの系では,通常,Nを指定する代りに化学ポテンシャルμを導入して,エネルギーを表すハミルトニアンに-μNという項を追加し,Nを力学的変数とみて統計平均を行いNの平均値をμによって指定する。このような統計はグランドカノニカルの方法と呼ばれる。
執筆者:鈴木 増雄
出典 株式会社平凡社「改訂新版 世界大百科事典」改訂新版 世界大百科事典について 情報
混合物中におけるある物質のギブズ(自由)エネルギーの部分モル量.記号μ.B,C,…物質の混合物中におけるB物質の化学ポテンシャル(μB)は,次式で定義される.
Gはギブズエネルギー,nB,nC,…はそれぞれB,C,…の物質量(mol),Tは絶対温度,pは圧力.[別用語参照]活量
出典 森北出版「化学辞典(第2版)」化学辞典 第2版について 情報
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