Reguläre Lösungstheorie

Reguläre Lösungstheorie

Die Reguläre Lösungstheorie[1][2] beschreibt ein Verfahren zur Abschätzung von Aktivitätskoeffizienten ($ \gamma $) in Mischungen, deren Verhalten nur wenig vom Raoultschen Gesetz abweicht. Solche Lösungen werden in diesem Modell als regulär bezeichnet.

Bestimmungsgleichungen

Für ein binäres Gemisch gilt

$ R\ T\ ln\ \gamma _{1}=V_{1}^{L}\phi _{2}^{2}\left(\delta _{1}-\delta _{2}\right)^{2} $

$ R\ T\ ln\ \gamma _{2}=V_{2}^{L}\phi _{1}^{2}\left(\delta _{1}-\delta _{2}\right)^{2} $

mit

Aktivitätskoeffizienten
$ \gamma _{1},\gamma _{2}\ $

Volumina der reinen Flüssigkeiten
Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): V^L_1, V^L_2\


Volumenanteil
Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \phi_1 = \frac{x_1 V_1^L}{x_1 V_1^L + x_2 V_2^L}, \ \phi_2 = \frac{x_2 V_2^L}{x_1 V_1^L + x_2 V_2^L}


Löslichkeitsparameter
Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \delta_1 = \left( c_{11} \right)^{1/2},\ \delta_2 = \left( c_{22} \right)^{1/2}

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): c_{11}=\frac{\Delta U_1}{V_1^L},\ c_{22}=\frac{\Delta U_2}{V_2^L}

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Delta U \approx \Delta H_v - RT

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): T\ Temperatur

$ R\ $ Gaskonstante

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \Delta H_v\ Verdampfungsenthalpie

Zusammenfassung

Mit der regulären Lösungstheorie lassen sich die Aktivitätskoeffizienten der Komponenten eines Gemischs alleine aus den leicht zugänglichen Reinstoffeigenschaften die Verdampfungsenthalpie und das Lösungssvolumen bestimmen. Zu beachten ist, dass etliche Vereinfachungen und Annahmen die Qualität der Vorhersage stark begrenzen.

Literatur

  1. Hildebrand J.H., "Solubility. XII. Regular Solutions", J.Am.Chem.Soc., 51, S. 66-80, 1929
  2. Reid R.C., Prausnitz J.M., Poling B.E., „The Properties of Gases and Liquids“, 4. Auflage, McGraw-Hill, 1988