- État standard
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L'état standard d'un composé chimique est toujours défini sous la pression p° = 1 bar = 105 Pa dite pression standard[1] .
Corps pur
- Celui des corps gazeux est l'état de gaz parfait extrapolé à 1 bar. L'écart entre l'état parfait (extrapolé) et l'état réel est généralement faible mais jamais nul.
- L'état standard des corps condensés (solides et liquides) est leur état réel sous 1 bar.
La température ambiante de référence est souvent 25°C soit 298,15 K souvent abrégé en 298 K. Les tables thermodynamiques[2] donnent les grandeurs thermodynamiques standard au moins à cette température. Les tables complètes donnent également ces grandeurs à d'autres températures, en général tous les 100 K à partir de 300 K. Les conditions choisies ne sont pas limitées à celles où le constituant est stable. Par exemple l'entropie standard à 298 K de l'eau liquide est égale à 69,95 J.K‑1.mol‑1 (état stable) et celle de l'eau vapeur (état non stable) à 188,96 J.K‑1.mol‑1.
Ceci dit, il faut garder à l'esprit que l'état standard d'un corps pur simple (composé d'un seul type d'atomes) condensé correspond à l'état physique le plus stable de ce corps pur simple sous la pression d'1 bar. Il faut préciser la température à laquelle l'état standard du corps pur est annoncé; En d'autres termes, l'état standard dépend de la température. Par exemple, l'état standard du zinc à 298 K est l'état solide; Et l'état standard du zinc à 693 K est l'état liquide.
Introduisons les notions suivantes:
Dans un milieu réactionnel: La chaleur de réaction à volume constant ΔU, la chaleur de réaction à pression constante ΔH; Pour un corps pur simple ou composé: Une énergie interne standard Uo, une enthalpie standard Ho;
Alors la définition de l'état standard d'un corps pur simple condensé fait aisément assimiler la convention selon laquelle pour un corps pur simple dans les conditions standard,
Uo = Ho = 0 joule par mole.
Solutions
Pour les solutions on utilise pour chacun des constituants l'un des états standard suivants :
- lorsque le constituant pur est un liquide on prend l'état standard du corps pur, dit "état standard solvant"
- sinon on extrapole, en principe à 1 mol/kg de solvant, les propriétés du soluté en solution infiniment diluée. Cet état standard, dit "état standard soluté" est toujours celui qui est choisi pour les ions. Il n'est pas forcément voisin de l'état réel du soluté pour la même composition.
Notes et références
- Avant 1985 la pression standard était égale à la pression normale 1 atm = 1,01325.5 Pa ; cet écart a des conséquences pratiquement négligeables pour les données des tables thermodynamiques
- Ihsan Barin, Thermochemical data of pure substances, 2 vol., VCH, 1999.
Voir article Enthalpie de formation
Catégories :- Thermodynamique chimique
- Thermochimie
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