[화공 열역학] Ideal solution, 이상 용액

이상 용액은 이상 기체 상태를 액상 혼합물에 적용한 개념이다. 이상 기체 혼합물의 화학 포텐셜은 아래와 같이 유도되었고, 깁스 에너지의 부분 성질로 정의된다.

이 식을 설명해보면, 이상 기체 혼합물 내 어떤 성분의 부분 깁스 에너지는 그 성분이 순수한 경우의 값과 RTlnyi 만큼 차이가 난다는 것이다. yi 는 항상 1보다 작으므로 이 RTlnyi 는 항상 음수다. 따라서 물질을 혼합시킴에 따라 몰 수에 따른 깁스 에너지의 변화는 이상 기체 상태일때보다 항상 작아진다.

이 차이는 모두 혼합 과정의 엔트로피 증가에서 오는데, 통계 열역학적 관점에서 혼합 과정의 엔트로피 증가는 몇 개의 분자가 혼합되었느냐, 즉 조성에만 관련있지 어떤 성분인지는 중요하지 않다. 따라서 이 항이 조성만으로 쉽게 표현되는 것이다.

그런데 이 몇 개의 분자가 혼합되었느냐에는 그 분자가 기체 상태인지, 액체 상태인지도 중요하지 않다. 갯수만 관련있기 때문이다.

따라서 우리는 위 식을 이상적인 액체 혼합물에도 ...