余高奇
凝聚相物质热力学标准态的特殊规定
2025-4-1 11:51
阅读:758

       本文拟结合化学反应(或相变)相关物质化学势计算公式,介绍凝聚相物质的热力学标准态的特殊规定,

供参考

  1.   化学反应(或相变)中相关物质化学势计算公式 

    对于恒温、恒压及环境不提供有效功条件下,进行的某化学反应(或相变):

    aA(s)+bB(l)→cC(aq)+dD(g)             (1)

    式(1)中“A、B、C及D”分别代表固态凝聚相物质A、液态凝聚相物质B、水合离子C及理想气体D;

“a、b、c及d”分别代表相关物质的计量系数,均取正值.

       则相关物质化学势的计算公式[1]分别参见如下式(2)、(3)、(4)及(5)所示:

       image.png                    (2)

        image.png                     (3)

       image.png               (4)

       image.png                   (5)

2. 相关物质的热力学标准态

    结合式(2)可得固态凝聚相物质A的标准态必须满足:

    ①n(A,s)=nθ(A,s)=1mol.

    结合式(3)可得液态凝聚相物质B的标准态必须具备:

    ②n(B,l)=nθ(B,l)=1mol.

    结合式(4)可得水合离子C的标准态必须满足:

    ③c(C,aq)=cθ(C,aq)=1mol·dm-3.

    结合式(5)可得理想气体D的标准态必须满足:

    ④p(D,g)=pθ(D,g)=100kPa.

    把条件①、②、③及④分别代入式(2)、(3)、(4)及(5)依次可得:

    image.png           (6)

     image.png            (7)

     image.png      (8)

      image.png         (9)

       式(6)、(7)、(8)及(9)显示:固态凝聚相物质A、液态凝聚相物质B、水合离子C及理想气体D的

热力学标准态条件设置正确.

       另需指出范特霍夫平衡箱是热力学理想反应器,化学反应相关物质是从不同加料口或取料口投入或取

出,因此标准态对系统总压不做要求.

   3. 结论

       ⑴凝聚相物质的标准态必须满足凝聚相物质的物质的量为1mol;

       ⑵范特霍夫平衡箱是热力学理想反应器,标准态对系统总压不做要求.

参考文献

[1]余高奇.标准化学势及化学势的计算公式及实例.科学网博客,2025,3.

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