Обычное решение

В химии регулярным раствором называется раствор, энтропия смешения которого равна энтропии идеального раствора того же состава, но является неидеальным из-за ненулевой энтальпии смешения . Такой раствор образуется путем случайного смешивания компонентов с одинаковым молярным объемом и без сильных специфических взаимодействий. и его поведение отличается от поведения идеального раствора , демонстрируя разделение фаз при промежуточных составах и температурах ( разрыв смешиваемости ). Его энтропия смешивания равна энтропии идеального раствора того же состава из-за случайного смешивания без сильных специфических взаимодействий. Для двух компонентов

$\Delta S_{mix}=-nR(x_{1}\ln x_{1}+x_{2}\ln x_{2})\,$

где $R\,$ газовая постоянная , $n\,$ общее количество родинок и $x_{i}\,$ мольная доля каждого компонента. Только энтальпия смешения отлична от нуля, в отличие от идеального раствора, а объем раствора равен сумме объемов компонентов.

Функции

Регулярное решение также можно описать законом Рауля, модифицированным функцией Маргулеса только с одним параметром. $\alpha$:

$\ P_{1}=x_{1}P_{1}^{*}f_{1,M}\,$

$\ P_{2}=x_{2}P_{2}^{*}f_{2,M}\,$

где функция Маргулеса

$\ f_{1,M}={\rm {exp}}(\alpha x_{2}^{2})\,$

$\ f_{2,M}={\rm {exp}}(\alpha x_{1}^{2})\,$

Обратите внимание, что функция Маргулеса для каждого компонента содержит мольную долю другого компонента. также можно показать С помощью соотношения Гиббса-Дюэма , что если первое выражение Маргулеса выполняется, то другое должно иметь ту же форму. Внутренняя энергия обычного раствора будет меняться во время смешивания или процесса.

Стоимость $\alpha$ можно интерпретировать как W/RT , где W = 2 U ₁₂ - U ₁₁ - U ₂₂ представляет собой разницу в энергии взаимодействия между похожими и непохожими соседями.

В отличие от идеальных растворов, регулярные растворы обладают ненулевой энтальпией смешения из-за W -члена. Если разнородные взаимодействия более неблагоприятны, чем подобные, мы получаем конкуренцию между энтропийным членом смешения, который дает минимум свободной энергии Гиббса при x ₁ = 0,5, и энтальпийным членом, имеющим там максимум. температурах доминирует энтропийный член свободной энергии смешения и система полностью смешивается, но при более низких температурах кривая G ( x1 _{При высоких} ) будет иметь два минимума и максимум между ними. Это приводит к разделению фаз. В общем, будет температура, при которой три крайние точки сливаются и система становится полностью смешиваемой. Эта точка известна как верхняя критическая температура раствора или верхняя температура растворения.

В отличие от идеальных растворов, объемы регулярных растворов уже не являются строго аддитивными, а должны рассчитываться на основе частичных молярных объемов , которые являются функцией x ₁ .

Термин был введен в 1927 году американским физико-химиком Джоэлом Генри Хильдебрандом .

См. также

• Твердый раствор