стандартное состояние
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 вещества; 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 вещества. Для хим. реакции ΔG0, ΔH0, ΔS0 равны изменениям соотв. G0, H0 и S0 реагирующей системы в процессе перехода от исходных веществ в С. с. к продуктам реакции в С. с.
С. с. характеризуется стандартными условиями: давлением p0, температурой Т0, составом (молярная доля x0). Комиссия ИЮПАК по термодинамике определила (1975) в качестве основного С. с. для всех газообразных веществ чистое вещество (х0 = 1) в состоянии идеального газа с давлением р0 = 1 атм (1,01∙105 Па) при любой фиксир. температуре. Для твердых и жидких веществ основное С.с.-это состояние чистого (х0 = 1) вещества, находящегося под внеш. давлением р0 = 1 атм. В определение С. с. ИЮПАК Т0 не входит, хотя часто говорят о стандартной температуре, 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. функций для идеального газа.
Для процесса образования хим. соединения из простых веществ в термодинамич. справочниках приводятся стандартные энергии Гиббса
Для определения этих величин выбирают некоторые простые вещества, для которых, по определению, выполняются условия:
С. с. иона в водном растворе вводится для возможности пересчета экспериментально определяемых энтальпий растворения ΔaqН0 (H2O) в энтальпии образования хим. соединения. Так, если известна стандартная энтальпия растворения в воде KCl, а ΔН0обр [К+, раствор] и
В качестве С. с. иона в водном растворе, согласно рекомендациям ИЮПАК, принимают состояние данного иона в гипотетич. одномоляльном водном растворе, в котором для рассматриваемого иона энтальпия равна его энтальпии в бесконечно разб. растворе. Кроме того, принимают, что энтальпия образования иона H+ в С.с., т. е.
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 котором 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 растворителя сохраняется С. с., выбранное согласно рекомендациям ИЮПАК, а для растворенного вещества А в качестве С. с. выбирается его состояние в растворе единичной концентрации, обладающим свойствами бесконечно разб. раствора. 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 вещество не существует в данной фазе в чистом виде (напр., HCl не существует в виде жидкости при комнатной температуре).
Понятие С. с. введено Г. Льюисом в нач. 20 в.
Лит.: 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
Химическая энциклопедия