Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.4: Стандартні стани та ентальпії формування

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    21870

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Корисна умовність дозволяє табулювати дані ентальпії для окремих сполук таким чином, що зміна ентальпії для будь-якої хімічної реакції може бути розрахована з табличної інформації для реагентів і продуктів реакції. Конвенція містить наступні правила:

    І. При будь-якій конкретній температурі ми визначаємо стандартний стан будь-якої рідкої або твердої речовини, щоб бути найбільш стійкою формою цієї речовини при тиску в один бар. Наприклад, для води при\(-10\) С стандартним станом є лід під тиском в один бар; при\(+10\) С - рідка вода під тиском в один бар.

    ІІ. При будь-якій конкретній температурі ми визначаємо стандартний стан газу, щоб бути ідеальним стандартним станом газу при цій температурі. Під ідеальним стандартним станом газу ми маємо на увазі кінцевий низький тиск, при якому реальний газ поводиться як ідеальний газ. Ми знаємо, що знайти такий тиск можна, адже будь-який газ поводиться як ідеальний газ при досить низькому тиску. Оскільки ентальпія ідеального газу не залежить від тиску, ми також можемо думати про речовину в ідеальному стандартному стані газу як гіпотетичну речовину, тиск якої становить один бар, але молярна ентальпія якої - це реальний газ при довільно низькому тиску.

    ІІІ. Для будь-якої речовини при будь-якій конкретній температурі ми визначаємо стандартну ентальпію утворення як зміну ентальпії для реакції, в якій продукт є одним молем речовини, а реагенти є складовими елементами сполуки в їх стандартних станах.

    Для води при -10 С ця реакція

    \[H_2\left(\mathrm{g},-10\ \mathrm{C},\ 1\ \mathrm{bar}\right)+\ \frac{1}{2}\ O_2\left(\mathrm{g},-10\ \mathrm{C},\ 1\ \mathrm{bar}\right) \ \mathrm{\to } H_2O\left(\mathrm{s},-10\ \mathrm{C},\ 1\ \mathrm{bar}\right)\]

    Для води при +10 С вона становить

    \[H_2\left(\mathrm{g},+10\ \mathrm{C},\ 1\ \mathrm{bar}\right)+\ \frac{1}{2}\ O_2\left(\mathrm{g},+10\ \mathrm{C},\ 1\ \mathrm{bar}\right) \ \mathrm{\to } H_2O\left(\mathrm{liq},+10\ \mathrm{C},\ 1\ \mathrm{bar}\right)\]

    Для води при +110 С вона становить

    \[H_2\left(g,+110\ \mathrm{C},\ 1\ \mathrm{bar}\right)+\ \frac{1}{2}\ O_2\left(\mathrm{g},+110\ \mathrm{C},\ 1\ \mathrm{bar}\right) \ \mathrm{\to } H_2O\left(\mathrm{g},+110\ \mathrm{C},\ 1\ \mathrm{bar}\right)\]

    IV. Стандартної ентальпії освіти дається символ\(\boldsymbol{\Delta }_{\boldsymbol{f}} \boldsymbol{H}^{\boldsymbol{o}}\), де надіндексний знак ступеня вказує на те, що реагенти і продукти все знаходяться в своїх стандартних станах. Індексит\(\boldsymbol{f}\), вказує на те, що зміна ентальпії призначена для формування зазначеного з'єднання з його елементів. Часто з'єднання та інші умови вказуються в дужках після символу. Твердий, рідкий і газовий стани зазвичай позначаються літерами «s\(\ell\)», «» (або «liq») і «g» відповідно. Буква «с» іноді використовується для позначення того, що речовина знаходиться в кристалічному стані. У цьому контексті специфікація стану газу зазвичай означає ідеальний стандартний стан газу.

    Термохімічні таблиці даних, які включають стандартні ентальпії освіти, можна знайти в ряді публікацій або в Інтернеті. Для деяких речовин значення доступні при ряді температур. Для речовин, для яких є менше даних, ці таблиці зазвичай дають значення стандартної ентальпії освіти при 298,15 К. (У цьому контексті 298,15 К часто скорочується до 298 К)

    Для будь-якого елемента при будь-якій конкретній температурі ми визначаємо стандартну ентальпію освіти рівною нулю. Коли ми визначаємо стандартні ентальпії освіти, ми вибираємо елементи в їх стандартних станах як загальний еталонний стан для ентальпій всіх речовин при заданій температурі. Хоча ми могли б вибрати будь-яке довільне значення для ентальпії елемента в його стандартному стані, вибрати його як нуль особливо зручно.