FUGACITEIT

betekenis & definitie

(Fr.: fugacité; Du.: Fugazität; Eng.: fugacity), symbool ƒ, door G.N. Lewis in de chemische thermodynamica ingevoerd begrip, waardoor het mogelijk is de betrekkingen die in ideale gassen (enkelvoudige en mengsels) gelden voor de chemische potentialen der componenten, ook te gebruiken voor niet-ideale gassen.

De fugaciteit is een bijzonder geval van het meer algemene begrip activiteit, en verschilt hier slechts van door de keuze van een specifieke referentietoestand. Het belang van gasvormige systemen rechtvaardigt echter het gebruik van een aparte nomenclatuur die het overbodig maakt de aard van de referentietoestand steeds opnieuw te noemen, zoals dat bij het gebruik van het algemenere begrip activiteit het geval zou zijn.

Om de betrekking voor de chemische potentiaal ook te laten gelden voor niet-ideale gassen vervangt men daarin de partiële druk van i(p_i) door zijn fugaciteit ƒ_i :

μ_i = μ_i⁰ + RT lnƒ_i

De fugaciteit, in feite een gecorrigeerde druk, is zo gedefinieerd dat voor steeds lagere waarden van de totale druk p, waarbij het gas steeds meer de ideaalgastoestand benadert, de fugaciteit nadert tot de partiële druk, dus:

lim_{p ⟶ 0} fᵢ/pᵢ = lim_{p ⟶ 0} fᵢ/xᵢp = 1

Voor de fugaciteit is de referentietoestand (zie Activiteit) dus de ideaal-gastoestand. De verhouding ƒ_ip_i heet de fugaciteitscoëfficiënt; deze geeft aan in hoeverre het gas afwijkt van een ideaal gas. Fugaciteiten (en fugaciteitscoëfficiënten) kunnen berekend worden indien de toestandvergelijking voor het gas bekend is uit experimentele gegevens (bijv. viriaalcoëfficiënten).

Hoewel het begrip fugaciteit vaak uitsluitend voor gassen wordt gehanteerd, kan men het uitbreiden tot vloeistoffen en vaste stoffen. Men kent dan aan deze stoffen een fugaciteit toe die in getalwaarde gelijk is aan de fugaciteit van de damp die in evenwicht is met de betreffende vloeistof of vaste stof. De fugaciteit van een gecondenseerde fase is dus ruwweg gelijk aan zijn dampspanning (indien de damp niet teveel afwijkt van een ideaal gas). Vaak is echter voor deze gevallen het gebruik van de fugaciteit minder praktisch dan dat van de activiteit, vooral als de dampspanning van de vaste stof of de vloeistof zeer gering is.