Rozważmy układ izotermiczny, złożony z dwóch praktycznie nie mieszających się ze sobą cieczy A i B. Faza 1 jest nasyconym roztworem B w A, a faza 2 jest nasyconym roztworem A w B. Wprowadźmy do jednej z faz (np. do fazy 1) niewielką ilość substancji C rozpuszczalnej w obydwu fazach. Załóżmy ponadto, że otrzymane roztwory C w A oraz C w B są rozcieńczone. Rozpocznie się teraz proces przeniesienia substancji C przez powierzchnie międzyfazową z fazy 1 do fazy 2; proces ten będzie trwał do momentu ustalenia się stanu równowagi termodynamicznej.
Zgodnie z II zasadą termodynamiki dla układów wielofazowych, w stanie równowagi potencjały chemiczne danego składnika muszą być jednakowe we wszystkich fazach.
W naszym przypadku potencjał chemiczny składnika C w fazie 1 (μ1) musi wyrównać się z potencjałem chemicznym tego składnika w fazie 2 (μ2).
μ1o + Rtlna1 = μ2o + Rtlna2
μ1o, μ2o - standardowe potencjały chemiczne substancji C odpowiednio w fazie 1 i 2
a1, a2 - aktywności w tych fazach
po przekształceniu otrzymujemy:
w równaniu tym stan standardowy wybraliśmy w ten sposób, że współczynniki aktywności γ1 i γ2 są równe jedności w roztworze nieskończenie rozcieńczonym. Dla stężeń skończonych określa się tzw. współczynnik podziału Nernsta, wyrażony za pomocą stężeń.
tak zdefiniowany współczynnik podziału zależy oczywiście od stężenia.
Współczynnik podziału Nernsta zmienia się ze stężeniem, dlatego, że roztwory nie są doskonałe. Przyczyną odstępstw od doskonałości są oczywiście oddziaływania międzycząsteczkowe (siły dyspersyjne Londona, oddziaływanie dipol-dipol, jon-dipol, jon-jon, wiązanie wodorowe), w wyniku, których substancja rozpuszczona tworzy w jednym roztworze związki kompleksowe zaś w innym asocjaty.
FAZA - część układu, jednolita pod względem chemicznym i fizycznym. Faza może składać się z dowolnej, dużej lub małej ilości substancji i może stanowić jedną całość lub może być podzielona na szereg mniejszych jednostek.
najmniejsza liczba parametrów intensywnych, które trzeba określić dla wyznaczenia wartości wszystkich pozostałych parametrów intensywnych.
Jest to liczba parametrów intensywnych, które można zmieniać nie powodując zmiany liczby faz układu
Reguła określająca maksymalną możliwą liczbę faz (f) w stanie równowagi fazowej układu o s stopniach swobody zawierającego k składników.
PRZYCZYNY OGRANICZONEJ MIESZALNOŚCI
Gdy składniki są izomorficzne mogą w określonych warunkach tworzyć roztwory stałe w całym zakresie stężeń. Gdy krystalograficzna struktura składników różni się , wtedy składniki mogą rozpuścić się w sobie tylko w niewielkim stopniu. Po przekroczeniu granicznego stężenia pojawia się zwykle nowa faza o odmiennej strukturze krystalograficznej
Obniżenie prężności pary Δp (czyli różnica pomiędzy prężnością pary czystego rozpuszczalnika i prężnością pary nad roztworem) jest proporcjonalne do ułamka molowego (ni /nm) substancji rozpuszczonej.
gdzie: ni - liczba moli substancji rozpuszczonej, nm - całkowita liczba moli (substancji i rozpuszczalnika)
nie dotyczy elektrolitów i roztworów stężonych
