За стандартное состояние водных растворов принимают фу- гитивность растворителя (воды). В идеальном случае для раство­ров действует закон Рауля

а* = «1/(«1+«2) = Р1/Р0 = Рр.о.в./100

где п1 и п2 — количество молей растворенного вещества и растворителя в идеальном растворе; р1 и р0 — парциальное давление паров над раствором и растворителем (водой); рров — равновесная относительная влажность, %.

Согласно закону Рауля активность воды должна быть равна молярной доле воды в растворе. Однако на практике наблюдают­ся существенные отклонения от идеального случая. По мнению М. Карел, эти отклонения вызваны несколькими причинами: не вся вода в продукте является растворителем (например, вода в мо- номолекулярном слое); не все растворенное вещество находится в реальном растворе (часть его может быть связана с другими ком­понентами, например, белки могут быть связаны с солями или са­харами); взаимодействия между молекулами растворенного ве­щества могут вызвать отклонение от идеальной ситуации.

Энергия связи воды с материалом (кДж/моль)

Е=-ЯТпа„

где К — универсальная газовая постоянная, равная 8,3144 кДжДкмоль^К); Т — температура, К.

Принято, что активность свободной воды равна единице, а абсолютно сухого вещества — нулю (химически связанная вода не учитывается). Подставив единицу в формулу, получаем, что энергия связи свободной воды равна нулю.

Перемещение воды в коллоидных капиллярно-пористых ма­териалах обусловлено наличием градиента потенциала переноса, которым служит разность значений активности воды и продукта. Величина потенциала непосредственно связана с энергией связи воды в продукте. Так, адсорбционно связанная вода перемещает­ся в продукте в виде пара и потенциалом переноса является пар­циальное давление пара. Вода микро- и макрокапилляров пере­мещается в виде жидкости (молекулярный перенос) или пара. В первом случае потенциалом переноса служит капиллярный по­тенциал, во втором — парциальное давление паров воды. Осмо­тически связанная вода перемещается в виде жидкости (диффу­зионный перенос), и потенциалом является осмотическое давле­ние, которое связано с активностью воды раствора.