正如上面提及的，各特征函数要求的变量条件不同，在地球化学热力学研究中采用以T和p为主要变量的自由能函数，同样对溶液体系则采用由自由能定义的化学势。
     可以证明，当一个复相体系达到热力学平衡时，那么任一特定组份在体系各相中的化学势必然相等。例如由一个由花岗岩组成的体系，如果该体系是在平衡条件下形成的，那么任一组份（以钾为例），在岩石中所有含钾矿物里的化学势应当相等。下面以简单的二相体系为例予以说明，在a和b两相中某i组份可以连续变化，在恒定的温度T和压力p条件下，dni摩尔物质从a相迁移到b相，体系自由能的变化为两相自由能变化之和，
     相向低化学势相流动。对溶液体系采用化学势作为体系的平衡状态和自发过程进行方向的判据。化学势与自由能不同，化学势是强度量，自由能是广度量，当然摩尔自由能也是强度量。在单组份构成的单相体系中，则该组份的化学势与体系的摩尔自由能相等，即u=G/n 在多组份的溶液体系中，由于形成溶液的混合过程改变了各组份对体系自由能的贡献，溶液中组份i的化学势不等于纯i相组份的摩尔自由能。与化学势一样，溶液体系中组份的热力学性质都要用偏摩尔量表征。多元单相溶液体系的各种热力学性质与各组份偏摩尔热力学性质有如下关系式：