
【化】 group activity coefficient
在汉英词典视角下,“基团活度系数”(Group Activity Coefficient)是化工热力学中的重要概念,用于描述溶液中特定化学基团(如 -CH₃, -OH 等)对非理想行为的贡献。其核心定义与物理意义如下:
$$ ln gamma_k = frac{partial G^E}{partial n_k} bigg/ RT $$ 其中 (G^E) 为超额吉布斯自由能,(n_k) 为基团 (k) 的摩尔数,(R) 为气体常数,(T) 为温度。
基团活度系数反映特定基团在混合物中受周围分子相互作用(如范德华力、氢键)的影响,其值偏离 1 的程度越大,溶液的非理想性越显著。
通过组合各基团的 (gamma_k),可计算分子活度系数 (gamma_i)(例如 UNIFAC 模型中:(ln gamma_i = sum_k u_k^{(i)} (ln gamma_k - ln gamma_k^*))),用于相平衡计算(如汽液平衡预测)。
不同基团(如烷烃链 -CH₂- 与极性基团 -COOH)的活度系数差异,揭示了分子结构中局部化学环境对热力学性质的影响。
基团活度系数是热力学中用于描述溶液中特定化学基团(如官能团或分子片段)的有效浓度与实际浓度之间关系的校正参数。它反映了该基团在溶液中的实际行为与理想状态的偏差程度,量纲为1。
定义与作用
基团活度系数($gamma{text{基团}}$)是实际溶液中某基团的活度与其浓度的比值,即:
$$
a{text{基团}} = gamma{text{基团}} cdot C{text{基团}}
$$
其中$a$为活度(有效浓度),$C$为实际浓度。它通过修正浓度偏差,将理想溶液的热力学公式扩展至真实溶液。
物理意义
由于溶液中离子或分子间的相互作用(如极性、电荷排斥),基团的真实作用浓度可能低于其实际浓度。活度系数越小,说明非理想性越显著。
应用场景
常见于基团贡献法(如UNIFAC模型),将复杂分子拆解为基团,通过各基团的活度系数计算整体分子的活度。例如,预测有机物混合液的相平衡或溶解度时,需考虑不同基团(如-OH、-CH3)的贡献。
获取方法
通常通过实验测定(如电动势、凝固点变化)或理论模型计算,需结合具体体系的相互作用特性。
若某分子含亲水基团(-COOH)和疏水基团(-CH3),在溶液中两者的活度系数可能差异显著:-COOH因与水分子强作用,其$gamma$趋近于1(接近理想状态);而-CH3因疏水效应,$gamma$可能远大于1,表明其有效浓度高于实际浓度。
如需进一步了解计算方法或具体模型,可参考热力学教材或专业文献。
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