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本文拟介绍热力学标准态过程的意义.
热力学标准态
热力学标准态是系统的特定状态,它要求系统中每一种物质均处于标准态.
标准态不指定温度,最常选用的参考温度为298.15K.
1.1 气相物质的标准态
气相物质标准态的分压为100kPa.
1.2 纯液相(或纯固相)物质的标准态
纯液相(或纯固相)物质的标准态是指100kPa大气压作用下的纯净物.
1.3 溶液的标准态
溶液的标准态要求溶质活度为1(溶质浓度为1mol·dm-3 或1mol·kg-1),溶剂为纯净物.
2. 热力学标准态过程
热力学标准态过程仅能通过范特霍夫平衡箱实现的,属于虚拟过程,无法客观实现.
化学反应、相变与标准态过程的关联参见如下表1.
表1. 化学反应、相变与标准态过程的关联
前提条件 | 化学反应或相变 | |
平衡态热力学过程 | 真实过程 | |
(1)恒温、恒压及环境不提供有效功 | 范特霍夫平衡箱 | 敞口容器(p=pamb=101.325kPa, 无法保证体系封闭及恒温) |
(2)标准态过程 | 范特霍夫平衡箱 | ∕ |
2.1 热力学标准态过程的意义
热力学标准态过程的意义是依据“物质标态下的热力学数据”计算出化学反应或相变的ΔrHθm、ΔrSθm
及ΔrGθm.
化学反应或相变的真实过程,通常是在敞口容器内进行,最终将建立平衡(一定温度及压力),可实测出该条件下化学反应或相变的标准平衡常数(Kθ).
平衡态热力学规定:ΔrGθm=-RT▪lnKθ (1)
通过式(1),可由虚拟的ΔrGθm计算出化学反应或相变的真实标准平衡常数(Kθ),
即:lnKθ=-ΔrGθm/(RT) (2)
3. 结论
⑴热力学标准态过程只能通过范特霍夫平衡箱实现的,属于虚拟过程;
⑵热力学标准态过程的意义是计算化学反应或相变的ΔrHθm、ΔrSθm、ΔrGθm;
⑶联系热力学标准态过程与真实过程的纽带是ΔrGθm=-RT▪lnKθ .
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