Redigerer Kjemisk potensial (avsnitt)

==Faselikevekt==

Mange stoffer kan eksistere i forskjellige faser eller [[aggregattilstander]]. For eksempel kan H<sub>2</sub>O eksistere være fast som is, flytende som vann eller som en gass i form av vanndamp. To faser av samme stoff er i [[termodynamisk likevekt]] med hverandre når de har samme samme trykk og temperatur. I tillegg vil de også være i '''kjemisk likevekt''' når de kan utveksle partikler seg i mellom. Det betyr at de også må ha samme kjemiske potensial. Det følger direkte fra kravet om at i likevekt må [[Gibbs fri energi]] for det koblede systemet være et minimum. 

I alminnelighet er en infinitesemal forandring av [[Gibbs fri energi]] gitt ved {{nowrap|''dG {{=}} - SdT + VdP + μdN''}}. Ved konstant trykk og temperatur vil de to første bidragene være lik null. Den siste termen får bidrag fra begge fasene. Betegner man disse med de greske bokstavene &alpha; og &beta;, vil overføring av et lite antall partikler  ''&Delta;N'' mellom dem medføre en forandring av den fri energien gitt ved {{nowrap|''&Delta;G {{=}} (&mu;<sub>&alpha;</sub> - &mu;<sub>&beta;</sub>)&Delta;N''}}. Dette skyldes at antall partikler som den ene fasen mister, bidrar til å øke like mye antallet av partikler i den andre fasen. Dermed har man den fundamentale ligningen 

: <math> \mu_\alpha(T,P) = \mu_\beta(T,P) </math>

for faselikevekt definert ved {{nowrap|''&Delta;G {{=}} 0''}}.  Kjenner man de to kjemiske potensialene, sier denne betingelsen hvordan trykket ved likevekt avhenger av temperaturen. Disse to variable er ikke lenger uavhengige av hverandre. For likevekt mellom væske og dens damp, gir dette opphav til [[Clausius-Clapeyron-ligningen]]. Kommer systemet ut av likevekt, vil den fasen være stabil som har lavest kjemisk potensial. Trykk og temperatur kan da variere fritt.<ref name = Castellan/>

===Raoults lov===

En væske som består av forskjellige stoffer, vil på samme måte også kunne være i likevekt med sin egen damp ved. Men dampen vil inneholde partikler fra de forskjellige stoffene i væsken. Hvis man antar at denne kan beskrives som en ideell gass, vil det kjemiske potensialet for komponent ''i'' med [[partialtrykk]] ''P<sub>i</sub>'' være

: <math> \mu_i(g) =  \mu_{i0}(g) + k_BT\ln (P_i/P_0) </math>

Antas også at væsken er en ideell blanding med en fraksjon ''x<sub>i</sub>&thinsp;'' med partikler av den samme komponenten, vil den i denne fasen ha et kjemisk potensial

: <math> \mu_i(v) =  \mu_{i0}(v) + k_BT\ln x_i </math>

Det første leddet her er potensialet for en ren væske som består av denne komponenten alene. Den ville da ha et [[damptrykk]] {{nowrap|''P<sub>i0</sub>&thinsp;''}} gitt ved likevektsbetingelsen {{nowrap|''&mu;<sub>i0</sub>(v) {{=}} &mu;<sub>i0</sub>(g) + k<sub>B</sub>T&thinsp;''ln(''P<sub>i0</sub>/P<sub>0</sub>&thinsp;''}} i overensstemmelse med [[Clausius-Clapeyron-ligningen]]. Brukes dette nå i likevektsbetingelsen {{nowrap|''&mu;<sub>i</sub>(v)  {{=}} &mu;<sub>i</sub>(g)''}} for dampen over den blandete væsken, finner man at denne komponenten har et [[partialtrykk]]

: <math> P_i = x_i P_{i0} </math>

Det er altså redusert i forhold til [[damptrykk]]et i den rene væsken med en faktor som er [[molfraksjon]]en til komponenten i væskeblandingen. Dette er [[Raoults lov]]. 

For  blandinger av reelle væsker gjelder denne loven kun tilnærmet for den dominerende komponenten i en tynn blanding hvor en væske er tilsatt en liten mengde væsker av andre slag. Men likevel danner den et godt, teoretisk utgangspunkt for å beskrive slike virkelige blandinger.<ref name = Rock/>