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在[[化學]]中，'''規則溶液'''（英語：{{lang|en|Regular Solution}}） 為最接近[[理想溶液]]之真實溶液，滿足'''準化學模式'''，溶液的混合[[焓]]不等於0(理想溶液混合焓=0)，溶液混合時總[[體積]]等於所有溶液成分之體積加總(同理想溶液)，即沒有體積變化。<ref name=Atkins>P. Atkins and J. de Paula, ''Atkins' Physical Chemistry'' (8th ed. W.H. Freeman 2006) p.149</ref>

規則溶液的[[混合熵]]和理想溶液相同<ref name=Atkins>P. Atkins and J. de Paula, ''Atkins' Physical Chemistry'' (8th ed. W.H. Freeman 2006) p.149</ref>，兩者皆滿足下式:

:<math>\Delta S_m =  -nR(X_A\ln X_A + X_B\ln X_B)\,</math>

其中<math>R\,</math>为[[气体常数]], <math>n\,</math> 为溶液中成分的總莫耳数。

== 特點 ==
任何溶液的混合自由能變化<math>\Delta G_m</math>皆可寫作:

:<math>\Delta G_m=G^{xs}+\Delta G^{id}</math>

其中<math>G^{xs}</math>為'''過剩自由能'''(英語:{{tsl|en|Excess molar quantity|過剩性質|Excess molar quantity}})，<math>\Delta G^{id}</math>為理想溶液的'''混合自由能'''。

二元規則溶液(僅含A、B兩成分)的過剩自由能<math>G^{xs}</math>可以寫作以下數學式:

:<math>G^{xs}=H^{xs}=\Omega X_A X_B</math>

將上式帶入混合自由能數學式，則二元規則溶液的總莫耳自由能可以寫作:
:<math>\Delta G_m=\Omega X_A X_B + RT(X_A\ln X_A + X_B\ln X_B)</math>
:<math>\Omega=N_0 Z \mathcal{E}</math> ，<math>\Omega</math>是一個與[[溫度]]無關之常數。

其中<math>N_0</math>為[[亞佛加厥常數]]，<math>Z</math>為溶液中成分之[[配位數]]，<math>\mathcal{E}</math>為A、B形成一個異類鍵時所放出或吸收之[[鍵能]]，<math>X</math>為成分在溶液中之[[莫耳分率]]。

規則溶液的<math>\Omega</math>可以再進一步寫為以係數<math>\alpha</math>表達之數學式:

:<math>\Omega=\alpha RT</math>

藉由[[熱力學]]之[[活度]]和[[自由能]]關係:

:<math>\Delta \bar{G}_i=RT\ln a_i=RT\ln (\gamma_i X_i)</math>

以及溶液中成分<math>i</math>之[[部分莫耳性質]]，可得溶液中成分<math>i</math>之部分莫耳焓:

:<math>\Delta \bar{H}_A=\Omega X_B^2=RT\ln \gamma_A</math>
:<math>\Delta \bar{H}_B=\Omega X_A^2=RT\ln \gamma_B</math>

其中<math>\gamma_i</math>為溶液中成分<math>i</math>的[[活度係數]]。

總結上兩行數學式，可得二元規則溶液之數學定義式:

:<math>\ln \gamma_A=\alpha X_B^2</math>
:<math>\ln \gamma_B=\alpha X_A^2</math>
:<math>\alpha=\frac{\Omega}{RT}</math>

<math>\gamma > 1</math>之溶液稱為'''正偏差溶液'''

<math>\gamma < 1</math>之溶液稱為'''負偏差溶液'''，關於偏差請詳見[[拉午耳定律]]。

== 用途 ==
由於現實中的溶液大部分皆為不理想，故規則溶液成為了一個能簡化描述真實溶液的有用模型，透過近似可模擬真實溶液中的行為。

規則溶液常用於近似地解釋[[相圖]]中的溶液，尤其是在相圖中的'''混溶間隙'''(英語:{{tsl|en|miscibility gap|混溶間隙|miscibility gap}})。<ref>[http://www.nature.com/nature/journal/v168/n4281/abs/168868a0.html The Term 'Regular Solution'] {{Wayback|url=http://www.nature.com/nature/journal/v168/n4281/abs/168868a0.html |date=20141223053236 }} Nature, v.168, p.868 (1951)</ref>

== 參考文獻 ==
{{Reflist}}

==參見==
[[理想溶液]]
[[理想气体]]
{{溶液}}


[[Category:溶液]]
[[Category:熱力學]]
[[Category:化学热力学]]