Chemische potentiaal
Uit Wikipedia, de vrije encyclopedia
De chemische potentiaal van een bestanddeel in een systeem is de toename in energie die zou optreden als men aan een systeem een eenheid van dat bestanddeel zou toevoegen, bij gelijkblijvende temperatuur en druk. Men duidt de chemische potentiaal in de chemie ook wel aan als de molaire Gibbs vrije energie.
Als een systeem verschillende soorten deeltjes bevat, heeft elke soort in het systeem zijn eigen chemische potentiaal. De chemische potentiaal van een bestanddeel is de energieverandering die optreedt bij verandering van het aantal deeltjes van dat bestanddeel.
De chemische potentiaal wordt gewoonlijk aangegeven met de Griekse letter .
De chemische potentiaal is vooral van belang voor de beschrijving van processen waarin de samenstelling van een mengsel verandert, zoals:
- bij stoftransport, waarbij deeltjes uit de ene fase overgaan naar een andere fase, bijvoorbeeld het verdampen van vluchtige bestanddelen uit een mengsel of het kristalliseren van een zout uit een oplossing,
- bij chemische reacties, waarin bepaalde soorten verbindingen worden omgezet in andere verbindingen.
- in de kwantumveldentheorie bij eindige temperatuur en/of dichtheid, daar bij veel processen — en ook in het vacuüm — creatie en annihilatie van deeltjes kan optreden.
Als de verbindingen die bij een bepaalde reactie verdwijnen bij elkaar dezelfde chemische potentiaal hebben als de verbindingen die bij die reactie verschijnen, is de reactie in evenwicht.
Indien men voor alle stoffen die aan een reactie deelnemen de chemische potentiaal als functie van de samenstelling (en andere factoren als temperatuur en druk) kent, kan men in principe uitrekenen bij welke concentraties er een evenwicht optreedt.
In Fermigassen en Fermivloeistoffen is de chemische potentiaal bij het absolute nulpunt gelijk aan de Fermi-energie.
In elektrochemische systemen is de chemische potentiaal gelijk aan de negatieve elektrische potentiaal.