平衡态和标准态 平衡态是指一个过程或反应所处的一个相对静止的状态。 这时,正反应、逆反应的速率相等,体系中各物种的压力或浓 度处于一个定值,产物的相对浓度或相对压力以其分数作为方 次的乘积与反应物的相对浓度或相对压力以其分数作为方次的 乘积之比是一个常数: aA+bB±cC+dD K=-(c(C)/c)(c(D)/cd (c(A)/c0)a(c(B)/c)b 设Q为反应商,此时(平衡时),K=Q, △G=-RTInK+RTInQ RTInQ/K =0=0
平衡态和标准态 平衡态是指一个过程或反应所处的一个相对静止的状态。 这时,正反应、逆反应的速率相等,体系中各物种的压力或浓 度处于一个定值,产物的相对浓度或相对压力以其分数作为方 次的乘积与反应物的相对浓度或相对压力以其分数作为方次的 乘积之比是一个常数: aA+bB cC+dD K= 设Q为反应商,此时(平衡时) ,K=Q, △G=-RTlnK+RTlnQ = RTlnQ/K =0=0。 (c(C)/c θ ) c (c(D)/c θ ) d (c(A)/c θ ) a (c(B)/c θ ) b
标准态热力学对标准态有一个严格的定义: 对于纯净的液体和固体,是指一个标准态压力下该液体和固 体本身; 对于气体是指其压力或分压力为一个标准态压力: 对于溶液中的溶质,溶质的浓度为1ol·L-1的理想溶液。 这样一来,在标准态时,物质的浓度和压力只有一个值(不可 能有其它值),此时(标准态时), Q=1 △G=△G9+RTInQ=△G9=-RTInK 这时,△G的值和符号是处于该状态(标准态)这种特定情况 时,体系离平衡有多远的量度。 这里需要说明的是:标准态时,Q=1;但Q=1时却不一定是 标准态。 还有多种状态时Q也可能为1:在Q的表达式中,分子、分母 的值相等(不管具体值是多少,只要相等就行了)。当然这些状态不 一定是标准态
标准态热力学对标准态有一个严格的定义: 对于纯净的液体和固体,是指一个标准态压力下该液体和固 体本身; 对于气体是指其压力或分压力为一个标准态压力; 对于溶液中的溶质,溶质的浓度为1mol·L-1的理想溶液。 这样一来,在标准态时,物质的浓度和压力只有一个值(不可 能有其它值),此时(标准态时), Q=1 △G=△Gθ+RTlnQ=△Gθ=-RTlnK 这时,△Gθ的值和符号是处于该状态(标准态)这种特定情况 时,体系离平衡有多远的量度。 这里需要说明的是:标准态时,Q=1;但Q=1时却不一定是 标准态。 还有多种状态时Q也可能为1:在Q的表达式中,分子、分母 的值相等(不管具体值是多少,只要相等就行了)。当然这些状态不 一定是标准态
所以,平衡态时, K=Q,△G=-RTInK+RTInQ RTInQ/K 三0 K不一定等于1(当然也可能为1)。△G不一定等于0(当然 也可能为0)。 标准态时, Q=1,△G=-RTInK+RTlnQ RTIn(1/K) =-RTInK=△G9 K不一定等于1(当然也可能为1)。△G不一定等于0(当然 也可能为0)
所以,平衡态时, K=Q,△G=-RTlnK+RTlnQ = RTlnQ/K =0 K不一定等于1(当然也可能为1)。 △Gθ不一定等于0(当然 也可能为0) 。 标准态时, Q=1,△G=-RTlnK+RTlnQ = RTln(1/K) =-RTlnK=△Gθ K不一定等于1 (当然也可能为1)。△Gθ不一定等于0(当然 也可能为0)
热力学规定了纯物质的标准态,过去,纯物质的有关热力学 数据都是以1atm”作为标准态压力公布的。席卷世界的推行国 际制单位的运动已使“atm”成为一种过时的压力单位,在一些国 家中,使用“atm”已成为非法,我国已于1985年9月正式颁布并 于1986年7月1日起开始实施计量法。计量法明确规定废止“atm 压力单位,而代之以“帕斯卡(Pa)”。为此,传统的热力学标准态 压力“1atm有待于从国际制单位的角度加以重新审定。 就热力学范畴而言,当然可以用以SI单位表示的latm的 101.325kPa作为标准态压力,或改用其它压力作为标准态压力。 考虑到: 1.新的标准态压力应当与低海拔地表的实际平均大气压接近; 2.新的标准态在所选定的单位表示时数值上应等于1(如同旧标 准态压力latm); 3.新建立的标准态压力应该使原有的热力学数据表的变动最小: 4. 用新的标准态压力进行平衡常数和l(ppo)计算时应和用I旧的 latm同样方便; 5.新的标准态压力应与SI单位协调一致
热力学规定了纯物质的标准态,过去,纯物质的有关热力学 数据都是以1“atm”作为标准态压力公布的。席卷世界的推行国 际制单位的运动已使“atm”成为一种过时的压力单位,在一些国 家中,使用“atm”已成为非法,我国已于1985年9月正式颁布并 于1986年7月1日起开始实施计量法。计量法明确规定废止“atm” 压力单位,而代之以“帕斯卡(Pa)”。为此,传统的热力学标准态 压力“1atm”有待于从国际制单位的角度加以重新审定。 就热力学范畴而言,当然可以用以SI单位表示的1atm的 101.325 kPa作为标准态压力,或改用其它压力作为标准态压力。 考虑到: 1. 新的标准态压力应当与低海拔地表的实际平均大气压接近; 2. 新的标准态在所选定的单位表示时数值上应等于1(如同旧标 准态压力1atm); 3. 新建立的标准态压力应该使原有的热力学数据表的变动最小; 4. 用新的标准态压力进行平衡常数和ln(p/p0 )计算时应和用旧的 1atm同样方便; 5. 新的标准态压力应与SI单位协调一致
于是,在众多的可供选择的新标准态压力(包括101.325kPa) 中,国际理论与应用化学联合会(IUPAC)于1982年决定以1bar(= 105Pa=0.986923atm=750.064mmHg)作为新的标准态压力(SSP, Standard State Pressure)。以bar作为新的SSP是其下属机构一热力 学委员会于1981年倡议的,IUPAC在1982年正式批准并公布。按 照这一新的S$P的热力学数据表已经问世,一些教科书也作了相 应的变更,如北京大学华彤文教授的《普通化学原理》 。 标准态压力的这一新的变动对纯物质的热力学数据将产生不 同的影响。 压力从1atm变为1bar基本上不改变纯物质的标准 生成焓数据,即△H=△H(角号“表示建立在新的SSP基 础上的热力学数据,角号“a”则代表在latm下的数据)。因为压 力由latm(1.01325bar)变为1bar,其改变甚微,故对固体与液体 的焓值都无明显影响,对于气体,标准态条件意味着理想气体行 为,而理想气体的焓与压力无关
于是,在众多的可供选择的新标准态压力(包括101.325 kPa) 中,国际理论与应用化学联合会(IUPAC)于1982年决定以1bar(= 105 Pa=0.986923 atm=750.064 mmHg)作为新的标准态压力(SSP, Standard State Pressure)。以bar作为新的SSP是其下属机构—热力 学委员会于1981年倡议的,IUPAC在1982年正式批准并公布。按 照这一新的SSP的热力学数据表已经问世,一些教科书也作了相 应的变更,如北京大学华彤文教授的《普通化学原理》。 标准态压力的这一新的变动对纯物质的热力学数据将产生不 同的影响。 压力从1 atm变为1 bar基本上不改变纯物质的标准 生成焓数据,即ΔHθ=ΔHa (角号“θ”表示建立在新的SSP基 础上的热力学数据,角号“a”则代表在1atm下的数据)。因为压 力由1atm (1.01325 bar)变为1 bar,其改变甚微,故对固体与液体 的焓值都无明显影响,对于气体,标准态条件意味着理想气体行 为,而理想气体的焓与压力无关