СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ в химической термодинамике, состояние системы, выбираемое как состояние отсчета при оценке термодинамическое величин. Необходимость выбора СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. обусловлена тем, что в рамках химический термодинамики не может быть рассчитаны абс. значения энергий Гиббса, химический потенциалов, энтальпий и др. термодинамическое величин для данного вещества; возможен расчет лишь относит. значений этих величин в данном состоянии в сравнении с их значением в СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с.

СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. выбирают из соображений удобства расчетов; оно может меняться при переходе от одной задачи к другой. Значения термодинамическое величин в СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. называют стандартными и обозначают обычно нулем в верх. индексе, например G⁰, H⁰, m⁰-соответственно стандартные энергия Гиббса, энтальпия, химический потенциал вещества. Для химический реакции DG⁰, DH⁰, DS⁰ равны изменениям соответственно G⁰, H⁰ и S⁰ реагирующей системы в процессе перехода от исходных веществ в СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. к продуктам реакции в СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с.

СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. характеризуется стандартными условиями: давлением p⁰, температурой Т⁰, составом (молярная доля x⁰). Комиссия ИЮПАК по термодинамике определила (1975) в качестве о сновного СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ 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 СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕс.-это состояние чистого (х⁰ = 1) вещества, находящегося под внешний давлением р⁰ = 1 атм. В определение СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ 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. СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. в этих случаях не реальное, а некое гипотетич. состояние. Подобный искусств. выбор СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. объясняется простотой расчетов термодинамическое функций для идеального газа.

Для процесса образования химический соединения из простых веществ в термодинамическое справочниках приводятся стандартные энергии Гиббса, энтальпии, энтропии

Для определения этих величин выбирают некоторые простые вещества, для которых, по определению, выполняются условия: = 0, =0, = 0. В качестве СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. для про стых веществ принимают устойчивое фазовое и химический состояние элемента при данной температуре. Это состояние не всегда совпадает с естественным; так, СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. простого вещества фтора при всех температурах-чистый идеальный газ при 1 атм, состоящий из молекул F₂; при этом не учитывается диссоциация F₂ на атомы. СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. может быть разным в различные температурных интервалах. Для Na, например, в интервале от 0 до Т_пл (370,86 К) СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. простого вещества-чистый металлич. Na при 1 атм; в интервале от Т_пл до T_кип (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 реакции Na (тв) + ¹/₂F₂ ⁼ = NaF (тв), а в интервале 370,86-1156,15 К соответствует изменению энтальпии в реакции Na (жидк) + ¹/₂ F₂ = NaF(TB).

СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. иона в водном растворе вводится для возможности пересчета экспериментально определяемых энтальпий растворения D_aqН⁰ (Н₂О) в энтальпии образования химический соединения. Так, если известна стандартная энтальпия растворения в воде КСl, а DН⁰_обр [К⁺, раствор] и [Сl^-, раствор]-соответственно энтальпии образования ионов К⁺ и Сl в СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. в водном растворе, то стандартная энтальпия образования КСl может быть рассчитана по уравению: [КСl, тв] = = - D_aqH⁰(Н₂0) +[К⁺, раствор] +[Сl^-, раствор].

В качестве СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ 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 разбавленый растворе. Кроме того, принимают, что энтальпия образования иона Н⁺ в СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕс., т.е. [Н⁺, раствор, Н₂О] равна нулю. В результате появляется возможность получения относительных стандартных энтальпий образования др. ионов в растворе на основе наиболее надежных (ключевых) значений энтальпий образования химический соединений. В свою очередь, полученные значения энтальпий образования ионов в растворе служат для определения неизвестных энтальпий образования химический соединение в тех случаях, когда стандартные энтальпии растворения измерены.

СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. компонентов двух- и многокомпонентных систем вводится как состояние отсчета при расчетах термодинамическое активностей, энергий Гиббса, энтальпий, энтропии смешения (последние три величины в СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. равны нулю). Возможен так называемой симметричный выбор СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с., при котором в качестве СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. компонента используется его основное СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с., определенное согласно ИЮПАК. Если многокомпонентная система является жидкой, то и в качестве СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. компонентов берется их жидкое состояние. Альтернативой служит антисимметричный выбор СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с., когда для растворителя сохраняется СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с., выбранное согласно рекомендациям ИЮПАК, а для растворенного вещества А в качестве СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. выбирается его состояние в растворе единичной концентрации, обладающим свойствами бесконечно разбавленый раствора. Выбор СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. в этом случае связан с определенной концентрац. шкалой (молярная доля, молярность, моляльность). Антисимметричный выбор СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. удобен в тех случаях, когда растворенное вещество не существует в данной фазе в чистом виде (например, НCl не существует в виде жидкости при комнатной температуре).

Понятие СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ с. введено Г. Льюисом в нач. 20 в.

Литература: 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. Том 4 >> К списку статей