struka(e): kemija

aktivitet (njem. Aktivität, prema srednjovj. lat. activitas: djelovanje, djelatnost) (znak a), skalarna veličina definirana izrazom ai = γxi, gdje je γ koeficijent aktiviteta, xi koncentracija koja može biti izražena na različite načine (množinskom koncentracijom, množinskim udjelom, molalnošću, parcijalnim tlakovima), a indeks i označava sastojak ili ionsku vrstu. Bezdimenzijska je veličina, odnosno njegova se vrijednost iskazuje samo brojem. Pojam je 1907. uveo američki kemičar Gilbert Newton Lewis. Aktivitet ovisi o sastavu smjese izraženom množinskim udjelom za tekućine i čvrste tvari, parcijalnim tlakom za plinove, množinskom koncentracijom ili molalnošću za otopljene tvari u otopinama te o odstupanju od idealnoga stanja iskazanoga koeficijentom aktiviteta γ.

U fizikalnoj kemiji korigirajuća je veličina koja, kao mjera odstupanja realnih sustava od idealnog stanja, opisuje djelatnu koncentraciju otopljene tvari u otopini. Realne otopine približuju se po svojim svojstvima idealnim otopinama tek pri većim razrjeđenjima. S povećanjem količine otopljene tvari, zbog međusobnog djelovanja otopljenih čestica, promjene fizičkih i kemijskih svojstava otopine razlikuju se od onih u idealnoj otopini. Te su razlike osobito velike u otopini elektrolita zbog privlačnih sila među ionima, koje smanjuju slobodu njihova gibanja. Zbog toga je aktivitet jednak koncentraciji samo u idealnoj otopini, gdje nema privlačnih sila, a inače je od nje manji za bezdimenzijski faktor, odnosno koeficijent aktiviteta. Srednji koeficijent aktiviteta (znak 𝛾±) jest geometrijska sredina pojedinih ionskih koeficijenata aktiviteta. Eksperimentalno je mjerljiva veličina za razliku od ionskih koeficijenata aktiviteta.

Relativni aktivitet veličina je kojom se iskazuje koliko je puta neka otopina djelotvornija od istovrsne referentne otopine (ista tvar i isto otapalo) koja je idealna i pri odabranoj standardnoj množinskoj koncentraciji (c, 1 mol/dm³), odnosno standardnoj molalnosti (b, 1 mol/kg).

Relativni aktivitet temeljen na koncentraciji (znak ac) jednak je ac(B) = γB(cB/c), gdje je γB koeficijent aktiviteta, cB je množinska koncentracija tvari B, c je standardna množinska koncentracija otopljene tvari u idealnoj otopini pri stalnoj temperaturi i standardnome atmosferskom tlaku. Relativni aktivitet temeljen na molalnosti (znak ab) jednak je ab(B) = γB(bB/b), gdje je γB koeficijent aktiviteta, bB molalnost tvari B, b standardna molalnost otopljene tvari u idealnoj otopini pri stalnoj temperaturi i standardnome atmosferskom tlaku.

Relativni aktivitet vodikovih iona u otopini (znak aH+) jednak je aH+ = γ(cH+/moldm-3), gdje je cH+ množinska koncentracija vodikovih iona, y je koeficijent aktiviteta vodikovih iona u otopini. Kiselost otopine iskazuje se fizikalnom veličinom pH koja se temelji na izrazu pH = −log aH+, odnosno negativnom dekadskom logaritmu relativnoga aktiviteta vodikovih iona u otopini.

Debye-Hückelov granični zakon daje odnos između srednjega koeficijenta aktiviteta iona, njegova nabojnoga broja i ionske jakosti. Za razrijeđene vodene otopine jakih elektrolita množinske koncentracije manje od 0,01 mol/dm³ vrijedi log 𝛾± = −A|𝑧+𝑧−|I1/2, gdje je 𝛾± srednji koeficijent aktiviteta elektrolita, A je konstanta koja iznosi 0,509 pri 25 °C za vodene otopine, I je ionska jakost, a 𝑧+ i 𝑧− nabojni su brojevi kationa odnosno aniona.

Aktivitet određene vrste iona i u idealnoj otopini (primjerice u razrijeđenoj otopini slaboga elektrolita) povezan je s kemijskim potencijalom s pomoću izraza μi = μi + RT ln ai, gdje je μi kemijski potencijal iona, μi je kemijski potencijal iona u standardnome stanju (odnosi se na standardne uvjete), ai je aktivitet, R je plinska konstanta, a T je termodinamička temperatura.

Citiranje:

aktivitet. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2013. – 2025. Pristupljeno 5.12.2025. <https://www.enciklopedija.hr/clanak/aktivitet>.