2.3: Thermodynamik: Chemisches Potential und Aktivität

Die effektive Konzentration einer Spezies in einer Lösung kann genau in Bezug auf ihre Aktivität ausgedrückt werden. Die Aktivität berücksichtigt die Wirkung der in der Nähe der interessierenden Spezies vorhandenen Elektrolyte und hängt von der Ionenstärke der Lösung ab. Die Aktivität einer Spezies wird als Produkt aus der molaren Konzentration und dem Aktivitätskoeffizienten der Spezies ausgedrückt.

Die thermodynamische Gleichgewichtskonstante wird genauer in Bezug auf die Aktivität als auf die Konzentration definiert. Die Aktivität wird formal in Bezug auf das chemische Potential definiert, das auch als partielle molare Gibbs-Energie bekannt ist. Das chemische Potential eines Systems ist die Gibbs-Energieänderung des Systems pro Mol einer fraglichen Spezies, wobei die Temperatur, der Druck und die Anzahl der Mol anderer Spezies konstant gehalten werden. Damit eine chemische Reaktion spontan ablaufen kann, muss das chemische Potenzial der Produkte geringer sein als das der Reaktanten. Wenn die Anzahl der Mole anderer Spezies in der Lösung variiert, d. h. eine Änderung in der Zusammensetzung der Lösung, ändert sich das chemische Potential der Lösung und damit auch die Aktivität.