A standardállapot kémiai kifejezés. Azokat a reakciókörülményeket nevezik így, amelyeknél a nyomás , azaz . Mivel a többi körülmény (például a hőmérséklet) nincs fixálva, nemcsak a -ra, hanem bármely más hőmérsékletre is vonatkozhat (feltéve, ha a nyomás 1 bar), ezért a hőmérséklet megadása is szükséges. A kifejezés a fizikai kémiában használatos mint standardentrópia, vagy standardentalpia; ebben az értelmezésben nem feltétlenül gázállapotra. Normálentrópia, vagy normálentrópia: minden hozzáadott energia a kezdeti, legstabilabb állapotból kiindulva, egészen a szabványos nyomás és hőmérséklet értékéig
A standardállapotú ideális gázok egységnyi anyagmennyisége (1 mól), 25,0 Celsius-fokon (298,15 kelvin), légköri nyomáson térfogattal rendelkezik. Ez tehát magában foglalja a moláris térfogat meghatározását is: az ideális gáz moláris térfogata nyomáson és hőmérsékleten /mol. A standardállapoton kívül megkülönböztetnek normálállapotot is.
Értelmezése A standardállapotok részben légnemű anyagok mennyiségének és áramlásának egyértelműsítésére használatosak. Másrészt a kémia, termodinamika és a fizikai kémia területén az állapotjelzők egyértelmű megadásához szükségesek. Az IUPAC ajánlása elsődlegesen a nyomás értékét rögzíti; a hőmérséklet referenciaértéke lehet akár a 0 K, a fagypont, vagy a szobahőmérséklet. A standardállapotot jelölő szimbólumra vonatkoztatva azt írja (például B anyag moláris normálentrópiája, ):
A fentiek vonatkoznak az állapotváltozások, az állapotok, a halmazállapotok, a képződéshő, a kémiai reakciók, kristályosodás, az oldás, és sok más egyéb jelenség jelölésére; a kémiai potenciál, a normálentalpia, a normálentrópia, a Gibbs energia, a fugacitás, az egyensúlyi állandó referenciaértékének megadására. A szabványos nyomás jele (és értéke) ennek értelmében
Példa a kémiai potenciál jelölésére: , ahol B bármely anyagot jelölhet, g a légnemű halmazállapot jele (gas), T a referencia hőmérséklet. Ha a definíció eltérő referenciaállapotra vonatkozik, azt jelölni kell, például: , ahol p a nyomás és y a móltört (ha elegyről van szó). A bután gőz parciális moláris térfogata így adható meg 100 Celsius-fokon, 2 bar nyomáson és 0,8 móltörtre: .
Magyar nyelvű szövegben a felsorolás jele és a tizedesvessző összetéveszthető, ezért célszerű a pontosvessző használata, pl.:
Fizikai mennyiség változásának standard értéke Egy mennyiség megváltozásának jelölése során a nyomás jele elhagyható, amennyiben állandó nyomásra vonatkozik a változás: , ahol l a folyékony halmazállapot (liquid), s a szilárd (solid), ez így együtt tehát nem más, mint a moláris fagyáshő.
Az IUPAC jelölésrendszer a fizikai és kémiai változásokra sorol fel jeleket. Leggyakrabban a moláris entalpiára és a moláris entrópiára ismertetik ezek értékét a nemzetközi források, főként a standard képződési entalpia (képződéshő), a standard reakcióentalpia (reakcióhő), illetve a fázisátalakulások esetére. Megadható lenne, de nem használják például a belső energia, a Gibbs-függvény, a szabadentalpia, az oldáshő, és sok más fizikai–kémiai mennyiségre.
Példaképpen az ammónia párolgáshőjének értéke:
Párolgási standard entrópia:
Párolgási belső energia:
Klasszikus meghatározása A normálállapot a következőket jelenti: pontosan hőmérséklet (), és 1 atmoszféra nyomás (), térfogat. Ezek az értékek megközelítőleg megegyeznek a tengerszinten mért légköri nyomással és a víz fagyáspontjával.
Változatok Magyarországon két referencia-állapotot értelmeztek. Technikai normálállapotnak nevezték a technikai nyomás-mértékegységgel értelmezett állapotot:
nyomás és hőmérséklet
Fizikai normálállapotnak (megkülönböztetésül):
nyomás és hőmérséklet
Az IUPAC 1982-ig a , azaz értéket ajánlotta a standard nyomás definíciójaként, elsősorban praktikus okokból; ez a légköri nyomás tengerszinten. Ez az ajánlott érték 1982-től megváltozott -ra, azaz -ra. Az Amerikai Egyesült Államok területén ma is a szabványos normálállapot (a NIST definícióját követve), szemben az ISO (Nemzetközi Szabványügyi Szervezet) ajánlásával.
Megjegyzések
Hivatkozások
Források A standard szó fontossága a termodinamikai táblázatokban és függvényekben
Kategória:Fizikai kémia