Estat estàndar (termodinàmica)
És impossible determinar el valor absolut d'algunes magnituts termodinàmiques. En eixos casos, solament es pot calcular el valor corresponent al canvi d'eixa magnitut quan es varia algun paràmetro com la pressió o la temperatura. Per tant, és important definir una llínea base (un zero de referència) respecte a la qual pugam referir les variacions. El estat estàndar és eixa llínea base.[1]
Els símbols º i ⦵ s'utilisen per a referir-se a estàndart.
En el cas d'una substància pura, el terme estat estàndar s'aplica a la substància en un estat d'agregació ben definit. Aixina, no té el mateix estat estàndar el carbonat càlcic sòlit quan cristaliza com aragonito o com a calcita.
Es poden utilisar múltiples definicions d'estat estàndar. No obstant, la comunitat científica tendix a usar les mateixes definicions, per a que els resultats obtinguts per uns i uns atres siguen fàcilment comparables. En este sentit l'Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC) recomana l'us dels següents estats estàndar depenent de la fase en que es trobe el sistema (gas, líquit o sòlit) i de si és una substància pura, una mescla o una dissolució:[2][3]
- Gasos (gas pur o mescla gaseosa): l'estat estàndar per a un gas és l'estat (hipotètic) corresponent a la substància pura en fase gas a la pressió estàndar (pº), assumint que el gas es comporta com un gas ideal. En el cas d'una mescla gaseosa cada substància tindria el seu corresponent estat estàndar segons la definició anterior.
- Sòlit pur: és l'estat de la substància pura en fase sòlida a la pressió estàndar (pº)
- Líquit pur: és l'estat de la substància pura en fase líquida a la pressió estàndar (pº)
- Mescles (no gaseoses): l'estat estàndar, per a cada una de les substàncies que formen la mescla, és l'estat de la substància pura en la fase líquida o sòlida a la pressió estàndar (pº). (En este àmbit l'IUPAC denomina mescla a una fase gaseosa, o líquida , o sòlida contenint més d'una substància i a on totes les substàncies es tracten en la mateixa forma. El significat de la paraula mescla en este àmbit correspon a un tipo de lo que usualment es denomina dissolució. Per lo general, s'aplica a sistemes a on tots els components són totalment miscibles.)
- Dissolució: en estos casos l'estat estàndar es definix de forma diferent per al dissolvent i per a solut.
- Per al dissolvent correspon a l'estat de la substància pura en fase sòlida o líquida a la pressió estàndar (pº).
- L'estat estàndar per a un solut en una dissolució es correspon en l'estat (hipotètic) del solut a la molalidad estàndar (mº), baix la pressió estàndar (pº) i comportant-se el solut com si estiguera en un dissolució infinitament diluïda. Encara que és menys usada, també es pot utilisar la definició anterior substituint mº per la concentració estàndar cº. En alguns pocs casos també s'usa la fracció molar estàndar xº (xº=1) en lloc de mº.
- (l'IUPAC denomina dissolució a una fase líquida, o sòlida contenint més d'una substància i a on per conveniència una o més substàncies, cridades dissolvent, són tractades de forma diferent a atres anomenades solut. Per lo general este concepte s'aplica quan el solut (o soluts) no és totalment miscible en el dissolvent (o dissolvents). Ademés el solut sol estar en una proporció molt més chicoteta que el dissolvent.)
Valors de pº, mº, cº
[editar | editar còdic]El valor recomanat per l'IUPAC per a la pressió estàndar (pº) és de 105 Pa (igual a 1 bar). No obstant molts de les senyes publicades abans de 1982 utilisaven com a pressió estàndar 101325 Pa (igual a 1 atm, cridada atmòsfera estàndar). Es poden trobar a voltes valors de pº diferents als anteriors (per eixemple pº=0 per a gasos[4]), per això, sempre cal especificar el valor de pº utilisat.
El valor recomanat per a la molalidad estàndar és mº = 1 mol kg-1 i per a la concentració estàndar cº=1 mol dm-3. Abdós valors són universalment acceptats.
Estat estàndar i temperatura.
[editar | editar còdic]En la definició d'estat estàndar no intervé la temperatura. Per tant quan es donen valors de magnituts estàndar cal indicar la temperatura. Encara que per al càlcul de les magnituts estàndar es podria usar qualsevol temperatura, les senyes expressades en taules fan referència fonamentalment a : 0 K, 273,15 K, 293,15 K i 298,15 K. De les anteriors, la més usada és la de 298,15 K i per això en molts casos es creu que és part de la definició d'estat estàndar i no és aixina.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ J. D. Cox. Appendix IV−Notation for States and Processes, Significance of the Word Standard in Chemical Thermodynamics, and Remarks on Commonly Tabulated Forms of Thermodynamic Functions. Pure Appl. Chem., 54:1239−1250, 1982. [1] archivat en Wayback Machine., DOI:10.1351/pac198254061239
- ↑ Green Book, 3rd ed.: IUPAC Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry. Third Edition, RSC Publishing, Cambridge 2007.
- Archivat el 11 de febrer de 2014 archivat en Wayback Machine.,
- ↑ M. B. Ewing, T. H. Lilley, G. M. Olofsson, M. T. Rätzsch, and G. Somsen. Standard Quantities in Chemical Thermodynamics. Fugacities, Activities, and Equilibrium Constants for Pure and Mixed Phases. Pure Appl. Chem., 66:533-552, 1994., DOI:10.1351/pac199466030533
- ↑ , I. M. Klotz i R. M. Rosenberg. Chemical thermodynamic. Basic concepts and methods. 7ª edició. Wiley 2008. ISBN 978-0-471-78015-1
- Este artícul conté una traducció derivada de «Estado estándar (termodinámica)» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.