自由能與自發性
標準態(standard state)
標準態是大家約定好的、某物質的「老家基地」——一個固定、寫得清清楚楚的條件,人人都拿它當共同的起跑線。因為能量和自由能永遠只有作為差值才有意義(焓和吉布斯能並不存在一個你能釘死的絕對零點),化學家就需要一個公用的參考,好讓一個人算的數和另一個人算的數能加在一起。這個參考,就是標準態。
按慣例,標準態是指:純物質,在恰好 1 bar 的指定壓強下(接近普通大氣壓),處於其在所關心溫度下最穩定的形態——通常標註在 25°C。對於溶液中的溶質,標準態則是濃度為每升 1 莫耳且表現得像理想溶液。相對這條基準線測得的量,會帶上一個小小的上標圓圈,例如 ΔG° 或 H°,標明它們是「標準」值。
它為什麼重要:多虧了標準態,諸如標準生成焓、標準吉布斯能這類列表數據,才能拼合起來去預測任何一個反應,哪怕是沒人做過的反應。一句老實話:「標準」固定了壓強(和濃度),卻沒固定溫度——25°C 只是最常用的選擇,所以查表時務必看清它假設的是哪個溫度。
碳的標準態是石墨,而不是金剛石——所以石墨的標準生成焓被定義為恰好零,而金剛石相對石墨這個老家基地一量,則略微為正。
在選定條件下最穩定的形態,定下了那個零點。
參考壓強在 1982 年從 1 atm 改成了恰好 1 bar;差別很小(約 1%),但這意味著很舊的表和新表會略有出入。那個上標符號嚴格說是一個「載重線符號」(圓圈中加一道水平橫線)。
又稱
另見