Çözeltilerin Termodinamik Özellikleri Bir çözeltideki toplam serbest enerji, çözeltideki türlerin sayısına ve miktarına bağlı olarak G=G1n1+G2n2+... ifadesi ile verilebilir. Burada; G1veG2 çözeltideki türlerin kısmi molal serbest enerji büyüklükleri, n1ven2 çözeltideki türlerin mol sayısıdır. Çözeltideki toplam entropi ve entalpi büyüklüğü içinde benzer eşitlik yazılabilir. S=S1n1+S2n2+... H=H1n1+H2n2+... Gibbs serbest enerjisi ile ilgili olarak G=H−TS olduğudan; G1=H1−TS1 G2=H2−TS2 yazılabilir. Çözeltideki herhangi bir i bileşeninin kısmi molal serbest enerjisinin basınç ve sıcaklığa göre kısmi türevleri sırasıyla; (∂T∂Gi)n,P=−Sive(∂P∂Gi)n,T=Vi olacağından; [∂T∂(TGi)]n,P=−HiT2 elde edilir. Çözeltinin i bileşeninin kısmi molal serbest enerji büyüklüğü maddenin aktivitesine bağlı olarak; Gi=Gio+RTlnai ifadesi ile verilir. Burada Gio; standart şartlarda i bileşeninin kısmi molar serbest enerjisidir. Madde saf halde ve standart halde ise Gi=Gio dir. i bileşeninin çözeltideki aktifliği, i bileşeninin konsantrasyonu konsantrasyonuna bağlı olarak ai=fiCi şeklinde yazılabilir. Burada fi; i bileşeninin aktiflik katsayısıdır. i bileşeninin konsantrasyonu sıfıra doğru yaklaşırken aktiflik katsayı da 1 doğru yaklaşır. limCi→0aiCi=1 i bileşeninin molalite konsatrasyonuna bağlı olarak da benzer bir ilişki yazılabilir. limmi→0aimi=1 n1ven2 mol sayısında madde içeren iki bileşenli bir sistem için karışma sonundaki serbest enerji değişimi için; ΔGkarışım=Gçözelti−(n1Go1+n2Go2) Burada Gçözelti; çözeltinin serbest enerji değişimi, Go1veGo2 çözeltideki 1. ve 2. bileşenin saf hallerine ait standart serbest enerji değişimleridir. Çözeltinin serbest enerjisi çözelti içinde türlerin molal serbest nerji büyüklüklerine bağlı olarak G=n1G1+n2G2 olduğudan, bu son iki eşitlik birleştirilirse; ΔGkarışım=(n1G1+n2G2)−(n1Go1+n2Go2) =n1(G1−Go1)+n2(G2−Go2) =n1ΔG1+n2ΔG2 Burada ΔG1=(G1−Go1)veΔG2=(G2−Go2) olduğuna dikkat edilmelidir. Benzer yaklaşımlar karışımın entalpi, entropi ve hacim değişimleri için de yapılabilir. ΔHkarışım=n1(H1−Ho1)+n2(H2−Ho2) =n1ΔH1+n2ΔH2 ΔSkarışım=n1(S1−So1)+n2(S2−So2) =n1ΔS1+n2ΔS2 ΔVkarışım=n1(V1−V1o)+n2(V2−V2o) =n1ΔV1+n2ΔV2 Böylece karışım oluşumu için; ΔGkarışım=ΔHkarışım−TΔSkarışım eşitliği elde edilir. Çok bileşenli bir bir sistemde i bileşeninin kısmi molal serbest enerji değişimi Gi=Gio+RTlnai olduğundan iki bileşenli bir sistem için; G1=Go1+RTlna1 G2=Go2+RTlna2 yazılabilir. ΔGkarışım=n1ΔG1+n2ΔG2 olduğundan; ΔGkarışım=n1RTlna1+n2RTlna2 elde edilir.