Partiaalinen moolisuure

Partiaalinen moolisuure (Ȳ_i) on ekstensiivisessä suureessa havaittava muutos, kun puhtaan aineen joukkoon lisätään äärimmäisen pieni määrä toista ainetta, jolloin muodostuu seos. Intensiivisuureissa kuten lämpötilassa tai painessa ei tapahdu muutosta toisen komponentin lisäyksen yhteydessä. Aineen partiaalinen moolisuure riippuu seoksen koostumuksesta ja on ekstensiivisuureen osittaisderivaatta komponentin ainemäärään nähden. Partiaalinen moolisuure voidaan määrittää kaikille ekstensiivisuureille kuten tilavuudelle, sisäenergialle, entalpialle, entropialle, Gibbsin energialle ja Helmholtzin vapaaenergialle. Partiaalisen moolisuureen tunnus muodostetaan yleensä ekstensiivisuureen tunnuksesta lisäämällä kirjaimen päälle poikkiviiva. Merkittäviä partiaalisia moolisuureita ovat partiaalinen moolitilavuus ja partiaalinen Gibbsin energia eli kemiallinen potentiaali.^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]^[6]

Partiaaliset moolisuureet määritellään ekstensiivisuureen osittaisderivaatta komponentin ainemäärään nähden. Esimerkiksi seoksessa, jossa on komponentteja i ja j ovat partiaaliset moolisuureet näille muotoa^[2]^[4]^[3]^[5]^[6]:

{\bar {Y_{i}}}=\left({\frac {\partial Y}{\partial n_{i}}}\right)_{T,P,n_{j\neq i}}

ja

{\bar {Y_{j}}}=\left({\frac {\partial Y}{\partial n_{j}}}\right)_{T,P,n_{j\neq i}}

, tässä n on komponentin ainemäärä.

Termodynamiikan tärkeät riippuvuudet pätevät myös partiaalisille moolisuureille kuten ekstesiivisuureillekin. Niiden avulla voidaan määritellä partiaaliset moolientalpiat, partiaalinen Helmholtzin energia ja kemiallinen potentiaali seuraavasti^[5]^[6]:

{\bar {H_{i}}}={\bar {U_{i}}}+P{\bar {V_{i}}},

{\bar {A_{i}}}={\bar {U_{i}}}-T{\bar {S_{i}}},

\mu ={\bar {H_{i}}}-T{\bar {S_{i}}},

, tässä U on sisäenergia, V on tilavuus ja S on entropia.

Partiaalinen moolisuure voi olla joko positiivinen tai negatiivinen. Esimerkiksi veden ja etanolin seoksissa se on negatiivinen vedelle ja positiivinen etanolille. Tästä johtuen lisättäessä pieni määrä etanolia veteen, on seoksen tilavuus pienempi kuin alkuperäisen vesimäärän tilavuus oli. Partiaalisten moolisuureiden arvot täytyy määrittää kullekin seokselle ja kullekin komponentille kokeellisesti.^[2]^[4]^[3]^[5]^[6]

Lähteet muokkaa

↑ Partial molar quantity IUPAC GoldBook. IUPAC. Viitattu 4.8.2017. (englanniksi)
↑ ^a ^b ^c Stanley I. Sandler: Thermodynamics, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2006. Viitattu 4.8.2017.
↑ ^a ^b ^c Thomas Scott, Mary Eagleson: Concise encyclopedia chemistry, s. 780. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3110114515. (englanniksi)
↑ ^a ^b ^c Thomas Engel & Philip Reid: Physical Chemistry, s. 216. Pearson International, 2006. ISBN 978-0-321-64305-6. (englanniksi)
↑ ^a ^b ^c ^d J. P. O'Connell,J. M. Haile: Thermodynamics, s. 89-93. Cambridge University Press, 2005. ISBN 9780521582063. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 4.8.2017). (englanniksi)
↑ ^a ^b ^c ^d Robert G. Mortimer: Physical Chemistry, s. 182-196. Academic Press, 2000. ISBN 978-0-12-508345-4. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 3.3.2016). (englanniksi)

[1] Partial molar quantity IUPAC GoldBook. IUPAC. Viitattu 4.8.2017. (englanniksi)

[kirk-othmer-2] Stanley I. Sandler: Thermodynamics, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2006. Viitattu 4.8.2017.

[concise-3] Thomas Scott, Mary Eagleson: Concise encyclopedia chemistry, s. 780. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3110114515. (englanniksi)

[physical-4] Thomas Engel & Philip Reid: Physical Chemistry, s. 216. Pearson International, 2006. ISBN 978-0-321-64305-6. (englanniksi)

[thermodynamics-5] J. P. O'Connell,J. M. Haile: Thermodynamics, s. 89-93. Cambridge University Press, 2005. ISBN 9780521582063. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 4.8.2017). (englanniksi)

[pc-6] Robert G. Mortimer: Physical Chemistry, s. 182-196. Academic Press, 2000. ISBN 978-0-12-508345-4. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 3.3.2016). (englanniksi)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]