规则溶液

在化学中，规则溶液（英语：Regular Solution） 为最接近理想溶液之真实溶液，满足准化学模式，溶液的混合焓不等于0(理想溶液混合焓=0)，溶液混合时总体积等于所有溶液成分之体积加总(同理想溶液)，即没有体积变化。规则溶液的混合熵和理想溶液相同，两者皆满足下式:其中 R {displaystyle R,} 为气体常数, n {displaystyle n,} 为溶液中成分的总莫耳数。任何溶液的混合自由能变化 Δ G m {displaystyle Delta G_{m}} 皆可写作:其中 G x s {displaystyle G^{xs}} 为过剩自由能(英语:Excess molar quantity（英语：Excess molar quantity）)， Δ G i d {displaystyle Delta G^{id}} 为理想溶液的混合自由能。二元规则溶液(仅含A、B两成分)的过剩自由能 G x s {displaystyle G^{xs}} 可以写作以下数学式:将上式带入混合自由能数学式，则二元规则溶液的总莫耳自由能可以写作:其中 N 0 {displaystyle N_{0}} 为亚佛加厥常数， Z {displaystyle Z} 为溶液中成分之配位数， E {displaystyle {mathcal {E}}} 为A、B形成一个异类键时所放出或吸收之键能， X {displaystyle X} 为成分在溶液中之莫耳分率。规则溶液的 Ω {displaystyle Omega } 可以再进一步写为以系数 α {displaystyle alpha } 表达之数学式:借由热力学之活度和自由能关系:以及溶液中成分 i {displaystyle i} 之部分莫耳性质，可得溶液中成分 i {displaystyle i} 之部分莫耳焓:其中 γ i {displaystyle gamma _{i}} 为溶液中成分 i {displaystyle i} 的活度系数。总结上两行数学式，可得二元规则溶液之数学定义式:γ > 1 {displaystyle gamma >1} 之溶液称为正偏差溶液γ < 1 {displaystyle gamma <1} 之溶液称为负偏差溶液，关于偏差请详见拉午耳定律。由于现实中的溶液大部分皆为不理想，故规则溶液成为了一个能简化描述真实溶液的有用模型，透过近似可模拟真实溶液中的行为。规则溶液常用于近似地解释相图中的溶液，尤其是在相图中的混溶间隙(英语:miscibility gap（英语：miscibility gap）)。理想溶液 理想气体