Standarditila
Standarditila on termodynamiikassa vertailukohta, jota käytetään aineen ominaisuuksien laskemiseen eri olosuhteissa. Aineen standarditilaa valittaessa voidaan käyttää vapaavalintaisia arvoja, mutta IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) suosittelee käyttämään tiettyjä standarditiloja yleisessä käytössä.[1] Paineena käytetään yleensä 105 Pa. Lämpötila ei varsinaisesti ole osa standarditilan määritelmää, mutta useimmiten standarditilan arvoja taulukoitaessa käytetään tiettyjä lämpötiloja. Yleisin käytetty lämpötila on 298.15 K (25.00 °C) ja joissain tapauksissa käytetään myös 273.15 K (0.00 °C). Standarditila on sellainen systeemin tila, jossa systeemin kokonaisenergia on alin mahdollinen kyseisissä olosuhteissa. [2] [3]
Vaikka standarditilalle käytetään usein samanlaisia arvoja kuin kaasujen NTP-tiloille, näitä ei kuitenkaan tule sekoittaa keskenään.
Standarditilat eri olomuodoille
muokkaaKaasuilla: Hypoteettinen tila, jossa on puhdasta kaasua, joka käyttäytyy kuten ideaalikaasu normaalissa paineessa (105 Pa). Ei pidä sekoittaa kaasun NTP -olosuhteisiin.
Nesteet ja kiinteät aineet: Puhdas aine sen vakaimmassa tilassa normaalissa paineessa ja tarkasteltavassa lämpötilassa T (usein 298,15 K eli 25 °C).
Aineelle liuoksessa: Liuenneelle aineelle standarditila on se tila, joka sillä olisi konsentraatiossa 1 mol/dm3 ja aineen molaalisuudessa 1 mol/kg. [2]
Esimerkkejä aineiden olomuodoista standarditilassa
muokkaa| Aine | Kemiallinen merkki | Olomuoto standarditilassa |
|---|---|---|
| Vety | H2 | Kaasu (g) |
| Happi | O2 | Kaasu (g) |
| Typpi | N2 | Kaasu (g) |
| Bromi | Br2 | Neste (l) |
| Rauta | Fe | Kiinteä (s) |
| Kupari | Cu | Kiinteä (s) |
| Elohopea | Hg | Neste (l) |
| Hiili | C | Kiinteä (s, grafiitti) |
| Rikki | S8 | Kiinteä (s) |
Poikkeuksena fosfori, jonka standarditila on määritelty valkoiseksi fosforiksi, vaikka musta ja punainen fosfori ovat valkoista fosforia vakaammassa tilassa.[3]
Sovellukset
muokkaaTaulukkoarvot aineille ilmoitetaan standarditilassa, joka helpottaa esimerkiksi entalpian muutoksien (ΔHo) laskemista. Kun aineen arvot on taulukoitu standarditilassa on mahdollista vertailla reaktioita tietyissä olosuhteissa entalpian muutoksien avulla.