стандартно състояние
Химия и химична технология
Стандартно състояние. Стандартен
Таблиците изброяват свойствата на често използвани чисти вещества в тяхното стандартно състояние. Стандартните условия за твърди и течни вещества се считат за температура от 25 ° C и налягане от 1 atm. За газове такъв идеален газ се приема като стандарт, чиято фугитивност е 1 atm при температура 25 ° C (хипотетично състояние).[c.135]
Промяната във вътрешната енергия nln енталпия обикновено се приписва на случая, когато всички изходни вещества и всички продукти на реакцията са в стандартни състояния. Стандартното състояние на дадено вещество при дадена температура е неговото състояние под формата на чисто вещество при налягане (в случай на газове, при парциално налягане на даден газ), равно на нормалното атмосферно налягане (101,325 kPa, или 760 mm Hg). Условията, при които всички вещества, участващи в реакцията, са в стандартни състояния, се наричат стандартни реакционни условия. Промените в съответните количества, отнасящи се до стандартните условия, се наричат стандартни промени и техните обозначения се доставят с горния индекс A1 ° -[c.74]
Всичко казано в сектата. 2-6 е правилно, защото енталпията, H, е функция на състоянието. Няма нужда да се правят таблици с топлината на всички реакции, достатъчно е да се знаят само топлината на тези реакции, чрез правилната комбинация от които могат да се получат всички други реакции. За тази цел се избират реакциите на образуване на съединения от съставните им елементи в техните стандартни състояния. Стандартното състояние на газ при дадена температура е неговото състояние при парциално налягане от 1 atm; стандартното състояние на течност или твърдо вещество е неговото състояние в чиста форма привъншно налягане 1 атм. В повечето термодинамични таблици температурата обикновено се приема за 298 K. Стандартните топлини на образуване на много вещества са изброени в Приложение 3.[c.24]
Приложение 3 показва таблични стандартни свободни енергии на образуване на съединения от елементи в техните стандартни състояния. Стандартните състояния за газ, чиста течност или чист кристал се определят по същия начин, както при енталпиите за газ - парциално налягане от 1 atm, а за чиста течност или чист кристал обикновено 298 K. Стандартното състояние на разтвореното вещество в разтвор се счита за концентрация от 1 mol на литър разтвор, т.е. 1 M разтвор. Когато се правят таблици на енталпиите, стандартното състояние на компонента на разтвора не се счита за 1 М разтвор, а за толкова разреден разтвор, че добавянето на допълнително количество разтворител към него не води до нови топлинни ефекти. Въпреки това, тъй като енталпията не зависи много от концентрацията (за разлика от свободната енергия, както ще видим в раздели 16-6), можем приблизително да предположим, че табличните енталпии се отнасят за 1 M разтвор.[c.72]
В съответствие с израза (VII.5), промяната в енталпията на системата в стандартно състояние (стандартният топлинен ефект на реакцията) е равна на[c.207]
При термодинамичните изчисления се използва стойността на изобарния потенциал на образуване на вещества, който е равен на изменението на изобарния потенциал по време на образуването на дадено съединение от елементи или прости вещества при стандартни условия или в стандартно състояние. Стандартният изобарен потенциал на образуване, например при 298,15 K, обикновено се означаваше със символа A0°/298,15, където индексите имат същото значение като при обозначението на стандартната енталпия на образуване (стр. 30). Понастоящемстандартният изобарен потенциал (стандартна енергия на Гибс) се препоръчва да се означава като fG° (298,15K). Стандартният изобарен потенциал за образуване на прости вещества обикновено се приема за нула. Например стандартната изобара-[c.41]
Стандартни енталпии и други стандартни термодинамични величини, определени за вещества в стандартно състояние. обозначават горния индекс (°), долният индекс показва температурата, при която се определят, например AJ298 (определена при 298,15 K, знаците след десетичната запетая в индекса обикновено не се посочват) или AJaoooo (определена при 1000 K). Тази еднаквост прави изчисленията строги. Стандартната енталпия на образуване на вещество AJ/ е изменението на енталпията при образуването на дадено вещество в стандартно състояние от термодинамично стабилни пари на прости вещества, които също са в стандартни състояния.[c.166]
В горните уравнения коефициентите на активност са пропуснати за простота. В същото време термодинамичните уравнения се извеждат за активности, а не за концентрации. Следователно би било по-правилно да се каже, че системата има своя стандартен потенциал, когато всички компоненти са в стандартно състояние. Стандартното състояние за газовете е налягане от 1 атмосфера, за разтворите активност от 1. Твърдите вещества имат активност от 1 по дефиниция.[c.402]
Количеството A/r+ е латентната топлина на изпарение при нормална точка на кипене. Стойността е ентропията на изпарението при. нормална точка на кипене или, тъй като извършваме прехода от течност към пара в стандартното й състояние, стандартната ентропия на изпаряване. Това последно количество може просто да се изчисли, ако е известна латентната топлина на изпарение при нормалната точка на кипене.[c.73]
Топлината на образуване на вещество от елементи при постоянно налягане Qp е топлината, отделена по време на образуването на един мол от това вещество в стандартно състояние от елементите в техните стандартни състояния. Стандартното състояние за газове и пари е хипотетично състояние, при което газ при налягане от 1 atm се подчинява на законите за идеалните газове. За твърди вещества и течности стандартното състояние съответства на налягане, равно на единица. Термодинамичните количества за вещества в стандартни състояния се записват с индекс, например / 7 °, H ° и т.н. Същите количества с втори индекс по-долу се отнасят до абсолютни нулеви температури (например 17 °, Yao и т.н.).[стр.115]
На този етап от курса е по-интересно да обсъдим как можем да установим осъществимостта на реакция, ако си представим, че сме смесили всички реагенти и реакционни продукти, посочени в нейното уравнение. В този случай не се образуват молекули от какъвто и да е нов тип и можем да обсъдим колко вероятно е всички атоми, присъстващи в такава затворена система, да реагират един с друг и да се преразпределят в моларни съотношения, различни от първоначалните. Такива реакции се наричат реакции в стандартно състояние. Стандартно състояние ще наречем такова състояние, в което всички реагенти и продукти се съдържат 1) в чиста форма, ако са кристални вещества или течности 2) при налягане, равно на 1 atm, ако са газове 3) при концентрация от M g-mol вещество на 1 литър разтвор), ако са разтворени във всеки разтворител 4) при точно определена температура.[c.55]
За изчисляване на ентропията се установява стандартно състояние (стандартна ентропия S°), което се отнася за 1 ag и 298,16° K (25° C). Стойностите на S° са дадени в таблиците. По този начин е възможно да се изчисли промяната-[c.118]
Важно е, че когато се използват такива методи за стандартизация, стандартният химичен потенциал на резината се определя само от природата на съответния противойон А и функционалната група и не зависи от природата на всеки друг противойон В [99]. Спомнете си обаче, че стандартните свободни енергии, изчислени с този избор на стандартни състояния[c.137]
В уравнение (3-4) K е числена стойност, независима от температурата и се нарича константа на равновесие. Концентрациите на продуктите от реакцията, записани под формата на уравнение (3-3), обикновено се поставят в числителя, а концентрациите на изходните вещества - в знаменателя. Обърнете внимание също, че всяка концентрация се повишава до степен, равна на стехиометричния коефициент в уравнението на реакцията. Теоретичното извеждане на израза за равновесната константа показва, че съотношенията на концентрациите, а не абсолютните концентрации са в квадратни скоби. Знаменателят на всяко такова съотношение е концентрацията на веществото в така нареченото стандартно състояние. Стандартното състояние на разтвореното вещество е неговият едномоларен разтвор. За чист елемент или съединение това е неговото състояние (твърдо, течно или газообразно) при 25 ° C и налягане от 1 atm. Например, ако P в уравнение (3-4) е разтворено вещество[c.36]
При изучаване на термодинамичните свойства на реалните газове с помощта на фугитивност е обичайно да се използват техните стойности за газове в стандартно състояние. Стандартното състояние се счита за такова състояние на идеален газ, чиято фугитивност при дадена температура е равна на единица, а енталпията е равна на енталпията на реален газ при същата температура и налягане, равно на нула. Промяната в енергията на Гибс може да бъде представена като[c.95]
Изборът на начина за експериментално определяне на изискванотокоето би отнело най-малко време и в същото време осигурява достатъчна точност на резултата, като правило трябва да включва внимателно проучване на вече наличния експериментален материал и съставяне на различни системи от термохимични уравнения, в които полученото уравнение е това, което изразява изследвания процес. Естествено, когато се съставят такива системи, трябва да се стремим термохимичните количества за отделните процеси, включени в системата, да са вече достатъчно надеждно известни или относително лесни за определяне. Удобно е да се извърши тази работа, като се използват стойностите на промяната на енталпията в реакциите на образуване на съединения от прости вещества в техните стандартни състояния (стандартни енталпии на образуване AS). Справочници, съдържащи известни стойности на AHf, се публикуват както в СССР, така и в чужбина. Използвайки ги, можете да установите за кои реакции стойностите на AN (или A11) могат да се считат за известни. Вярно, за да се оцени точността на термохимичния[c.9] наличен в референтната литература
С други думи, смята се, че реакцията се извършва между отделни (чисти) вещества, които са в някакви стандартни състояния. Стандартните състояния на твърди и течни вещества са техните стабилни състояния при нормални условия (при налягане от 1 atm), например йодът е твърд, бромът е течен, въглеродът е графит, сярата е ромбични кристали, водата е течна (въпреки че понякога парообразното състояние на водата също се използва като стандарт) и т.н. Изборът на стандартно състояние за газообразни вещества е малко по-сложен. Това е, първо, налягането на даден газ,[c.57]
Както при топлинното съдържание и ентропията, промяната в свободната енергия обикновено се дава като стандартна промяна в свободната енергия, която е промянатасвободна енергия, която възниква, когато всички изходни вещества в техните стандартни състояния (налягане 1 atm и т.н.) се превърнат напълно в крайни продукти също в техните стандартни състояния. Стандартната промяна на свободната енергия се обозначава като AGt AFt в САЩ).[c.156]
Стандартна моларна енталпия на образуване. Абсолютната стойност на енталпията не може да бъде изчислена, могат да се изчислят само относителни стойности в сравнение с нейните стойности в стандартно състояние. Стандартното състояние в химическата термодинамика е избрано по такъв начин, че да е удобно да се извършват необходимите изчисления във всеки конкретен случай, така че определението на стандартното състояние може да варира в зависимост от задачата. За процеса на образуване на сложно вещество от прости вещества като стандарт е избрано най-стабилното състояние при стандартни условия, т.е. при налягане от 101,3 kPa и дадена температура. В справочниците най-често се дава стандартната моларна енталпия на образуване при температура 298,15 K, която се обозначава като AN ° dr 293 или AN 298; в тези обозначения горният индекс ° е символът на стандартното състояние, индексите arr. и / са съкращения съответно от български[c.45]
Свободните енергии могат да се добавят и изваждат, точно като стойностите на DY". Така, ако са известни свободните енергии на образуване на всички вещества, участващи в реакцията, с изключение на едно, тогава неговата свободна енергия може да бъде изчислена, като се знае промяната в свободната енергия prn на реакцията, когато всички вещества са в стандартни състояния. Стандартната свободна енергия на реакцията се дава от израза[c.123]
Ако се означи с e. д.с. елемент при условие на взаимодействие на вещества в стандартни състояния (стандартен потенциал), тогава[c.104]
Избор на стандартно състояние. Поради неизвестните абсолютни стойности на термодинамичните величини (с изключение на ентропията), химическият потенциал се измерва от произволно избрана стойност в така нареченото стандартно състояние. Удобно е стандартното състояние да се избере по такъв начин, че то да отговаря на условието ZstaE1g = x° и в стандартното състояние поведението на реално решение да съвпада с поведението на идеално решение. Тогава активността съвпада с молната фракция, a, \u003d l,. Например, за течния компонент на разтвора в стандартно състояние[c.175]
Промяна в стандартната енталпия. При съставянето на таблици на промените в химичните реакции се означават реактиви и продукти в определени точно посочени състояния. Промяната в стандартната енталпия при температура T се означава като AP ° (T) и представлява R (продукти) - R (реагенти) при температура EGON, когато всички участници в реакцията са в стандартните си състояния. Стандартното състояние на нещо е неговата най-стабилна форма при налягане от 1 atm при точно определена температура. За практическа употреба в таблиците обикновено се приема температурна стойност от 25 C, т.е. 298,15 K.[c.119]
Вижте страници, където се споменава терминътСтандартно състояние. Стандарт :[c.48] [c.101] [c.74] Преглед на глави в: