通常のソリューション

化学において、正則溶液とは、混合エントロピーが同じ組成の理想溶液と等しいが、混合エンタルピーがゼロではないため非理想である溶液である。^{[1] [2]}このような溶液は、類似のモル容積の成分を強い特異的相互作用なしにランダムに混合することによって形成され、^{[1] [2]}その挙動は、中間の組成と温度で相分離を示すことによって理想溶液の挙動から分岐する（混和性ギャップ）。^[3]強い特異的相互作用のないランダム混合のため、その混合エントロピーは同じ組成の理想溶液のエントロピーに等しい。^{[1] [2]} 2つの成分について

${\displaystyle \Delta S_{mix}=-nR(x_{1}\ln x_{1}+x_{2}\ln x_{2})\,}$

ここで、は気体定数、はモル総数、 は各成分のモル分率です。理想溶液とは異なり、混合エンタルピーのみがゼロではなく、溶液の体積は成分の体積の合計に等しくなります。 ${\displaystyle R\,}$${\displaystyle n\,}$${\displaystyle x_{i}\,}$

正規解は、1つのパラメータのみを持つマルギュレス関数で修正されたラウールの法則によっても記述できます。 ${\displaystyle \alpha}$

${\displaystyle \P_{1}=x_{1}P_{1}^{*}f_{1,M}\,}$

${\displaystyle \P_{2}=x_{2}P_{2}^{*}f_{2,M}\,}$

ここで、マルギュレス関数は

${\displaystyle \ f_{1,M}={\rm {exp}}(\alpha x_{2}^{2})\,}$

${\displaystyle \ f_{2,M}={\rm {exp}}(\alpha x_{1}^{2})\,}$

各成分の Margules 関数には、他の成分のモル分率が含まれていることに注意してください。また、ギブス-デュエムの関係を使用して、最初の Margules 式が成り立つ場合、他の式も同じ形状になる必要があることも示されます。通常の溶液の内部エネルギーは、混合中または処理中に変化します。

の値はW/RTとして解釈できます。ここで、W = 2 U ₁₂ - U ₁₁ - U ₂₂は、同種および異種隣接原子間の相互作用エネルギーの差を表します。 ${\displaystyle \alpha}$

理想溶液とは対照的に、通常の溶液は、 W項のため、ゼロではない混合エンタルピーを持ちます。異種の相互作用が同種の相互作用よりも不利な場合、x ₁ = 0.5でギブスの自由エネルギーの最小値を生成する混合エントロピー項と、そこで最大値を持つエンタルピー項との間で競合が発生します。高温では、混合の自由エネルギーのエントロピー項が支配的になり、システムは完全に混和しますが、低温では、G ( x ₁ ) 曲線には 2 つの最小値とその間の最大値があります。これにより、相分離が発生します。一般に、3 つの極値が合体してシステムが完全に混和する温度があります。この点は、上側臨界溶解温度または上側共溶温度として知られています。

理想溶液とは対照的に、正規溶液の場合の体積は厳密には加算的ではなく、x ₁の関数である部分モル体積から計算する必要があります。

この用語は1927年にアメリカの物理化学者ジョエル・ヘンリー・ヒルデブランドによって導入されました。^[4]

• 固溶体