ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ в химической термодинамике, состояние системы, выбираемое как состояние отсчета при оценке термодинамич. величин. Необходимость выбора С. с. обусловлена тем, что в рамках хим. термодинамики не м.б. рассчитаны абс. значения энергий Гиббса, хим. потенциалов, энтальпий и др. термодинамич. величин для данного в-ва; возможен расчет лишь относит. значений этих величин в данном состоянии в сравнении с их значением в С. с.

С. с. выбирают из соображений удобства расчетов; оно может меняться при переходе от одной задачи к другой. Значения термодинамич. величин в С. с. называют стандартными и обозначают обычно нулем в верх. индексе, напр. G0, H0, m0-соотв. стандартные энергия Гиббса, энтальпия, хим. потенциал в-ва. Для хим. р-ции DG0, DH0, DS0 равны изменениям соотв. G0, H0 и S0 реагирующей системы в процессе перехода от исходных в-в в С. с. к продуктам р-ции в С. с.

С. с. характеризуется стандартными условиями: давлением p0, т-рой Т0, составом (молярная доля x0). Комиссия ИЮПАК по термодинамике определила (1975) в качестве основного С. с. для всех газообразных в-в чистое в-во (х0 = 1) в состоянии идеального газа с давлением р0 = 1 атм (1,01 · 105 Па) при любой фиксир. т-ре. Для твердых и жидких в-в основное С.с.-это состояние чистого (х0 = 1) в-ва, находящегося под внеш. давлением р0 = 1 атм. В определение С. с. ИЮПАК Т0 не входит, хотя часто говорят о стандартной т-ре, равной 298,15 К.

Мн. газы при давлении 1 атм не могут рассматриваться как идеальный газ. С. с. в этих случаях не реальное, а некое гипотетич. состояние. Подобный искусств. выбор С. с. объясняется простотой расчетов термодинамич. ф-ций для идеального газа.

Для процесса образования хим. соединения из простых в-в в термодинамич. справочниках приводятся стандартные энергии Гиббса4082-17.jpg, энтальпии4082-18.jpg, энтропии4082-19.jpg

Для определения этих величин выбирают нек-рые простые в-ва, для к-рых, по определению, выполняются условия: 4082-20.jpg = 0, 4082-21.jpg=0, 4082-22.jpg = 0. В качестве С. с. для простых в-в принимают устойчивое фазовое и хим. состояние элемента при данной т-ре. Это состояние не всегда совпадает с естественным; так, С. с. простого в-ва фтора при всех т-рах-чистый идеальный газ при 1 атм, состоящий из молекул F2; при этом не учитывается диссоциация F2 на атомы. С. с. может быть разным в разл. температурных интервалах. Для Na, напр., в интервале от 0 до Тпл (370,86 К) С. с. простого в-ва-чистый металлич. Na при 1 атм; в интервале от Тпл до Tкип (1156,15 К)-чистый жидкий Na при 1 атм; выше 1156,15 К-идеальный газ при 1 атм, состоящий исключительно из атомов Na. Т. обр., стандартная энтальпия образования твердого NaF ниже 370,86 К соответствует изменению энтальпии в р-ции Na (тв) + 1/2F2 = = NaF (тв), а в интервале 370,86-1156,15 К соответствует изменению энтальпии в р-ции Na (жидк) + 1/2 F2 = NaF(TB).

С. с. иона в водном р-ре вводится для возможности пересчета экспериментально определяемых энтальпий растворения DaqН0 2О) в энтальпии образования хим. соединения. Так, если известна стандартная энтальпия растворения в воде КСl, а DН0обр+, р-р] и 4082-23.jpg [Сl-, р-р]-соотв. энтальпии образования ионов К+ и Сl в С. с. в водном р-ре, то стандартная энтальпия образования КСl м. б. рассчитана по ур-нию: 4082-24.jpg[КСl, тв] = = - DaqH020) +4082-25.jpg+, р-р] +4082-26.jpg[Сl-, р-р].

В качестве С. с. иона в водном р-ре, согласно рекомендациям ИЮПАК, принимают состояние данного иона в гипотетич. одномоляльном водном р-ре, в к-ром для рассматриваемого иона энтальпия равна его энтальпии в бесконечно разб. р-ре. Кроме того, принимают, что энтальпия образования иона Н+ в С.с., т.е. 4082-27.jpg+, р-р, Н2О] равна нулю. В результате появляется возможность получения относительных стандартных энтальпий образования др. ионов в р-ре на основе наиб. надежных (ключевых) значений энтальпий образования хим. соединений. В свою очередь, полученные значения энтальпий образования ионов в р-ре служат для определения неизвестных энтальпий образования хим. соед. в тех случаях, когда стандартные энтальпии растворения измерены.

С. с. компонентов двух- и многокомпонентных систем вводится как состояние отсчета при расчетах термодинамич. активностей, энергий Гиббса, энтальпий, энтропии смешения (последние три величины в С. с. равны нулю). Возможен т. наз. симметричный выбор С. с., при к-ром в качестве С. с. компонента используется его основное С. с., определенное согласно ИЮПАК. Если многокомпонентная система является жидкой, то и в качестве С. с. компонентов берется их жидкое состояние. Альтернативой служит антисимметричный выбор С. с., когда для р-рителя сохраняется С. с., выбранное согласно рекомендациям ИЮПАК, а для растворенного в-ва А в качестве С. с. выбирается его состояние в р-ре единичной концентрации, обладающим св-вами бесконечно разб. р-ра. Выбор С. с. в этом случае связан с определенной концентрац. шкалой (молярная доля, молярность, моляльность). Антисимметричный выбор С. с. удобен в тех случаях, когда растворенное в-во не существует в данной фазе в чистом виде (напр., НС1 не существует в виде жидкости при комнатной т-ре).

Понятие С. с. введено Г. Льюисом в нач. 20 в.


===
Исп. литература для статьи «СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ»:
Льюис Дж., Рендалл М., Химическая термодинамика, пер. с англ., М., 1936; Белоусов В. П., Панов М. Ю., Термодинамика водных растворов неэлектролитов, Л., 1983: Воронин Г.Ф., Основы термодинамики, М., 1987, с. 91, 98, 100. М.В. Коробов.

Страница «СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков