Fugacita je všeobecná termodynamická veličina vyjadrujúca zmenu chemického potenciálu (parciálnej voľnej entalpie) pri termodynamických pochodoch. Bola definovaná G. Lewisom všeobecne pre všetky skupenstvá. Na základe fugacity bola definovaná aj termodynamická veličina aktivita.

Matematická definícia

Pôvodná definícia fugacity nedefinovala absolútnu hodnotu fugacity ale jej inkrement df. Pre číselnú hodnotu zadefinoval Lewis ešte to, že v ideálnom roztoku (plynnom s tlakom limitne sa blížiacim k nule) je fugacita rovná parciálnemu tlaku zložky i.

${\displaystyle d\mu _{i}=RTd\ ln(f_{i})}$

Túto rovnicu možno formálne integrovať medzi dvoma stavmi. Nech je východiskový stav ideálny roztok a cieľový stav reálny roztok pri tej istej teplote a tlaku, potom dostaneme rovnicu:

${\displaystyle \mu _{i}-\mu _{i}^{*}=RT\ln \left({\frac {f_{i}}{x_{i}^{*}P^{*}}}\right)}$

V rovnici znak * označuje ideálne chovanie sa zložky i v roztoku. Výraz v menovateli zátvorky predstavuje fugacitu zložky i pri tom istom zloženi, tlaku a teplote akú ma reálny roztok ale v imagionárnom ideálnom stave. Podiel v zátvorke je definíciou fugacitného keoficientu.

Fugacita a stavová rovnica reálneho plynu s 2. viriálnym koeficientom

Pre výpočet fugacitného koeficianta na základe experimentálných výsledkov možno použiť rovnicu:

${\displaystyle RTln{\frac {f_{i}}{x_{i}P}}=\int _{0}^{P}({\bar {V}}_{i}-{\frac {RT}{P}})dP}$

kde:

${\displaystyle {\bar {V}}_{i}}$ – je parciálny molárny objem zložky i

R  – univerzálna plynová konštanta

T – teplota.

Výraz v zátvorke je konštanta B a predstavuje druhý viriálny koeficient v jednej zo stavových rovníc reálneho plynu (tzv. Stavová rovnica reálneho plynu s 2. viriálnym koeficientom) Po integrácii konštanty dostaneme:

${\displaystyle Ln{\frac {f_{i}}{x_{i}P}}={\frac {Bp}{RT}}}$

Keďže pre výpočet parametra B bolo navrhnutých viacero empirických metód (na základe kritických hodnôt) možno ich využiť na empirický výpočet fugacitných koeficientov.

Fyzikálny portál Chemický portál