化合物の生成の標準エントロピー

標準エントロピーとは正確には何ですか?

標準エントロピー (S°) は、25°C (298 K) および 1 気圧における純粋な物質の絶対エントロピーです。 0°K を超える温度では、元素であろうと化合物であろうと、すべての物質の従来のエントロピーは常に正です。

ΔS° =Σ S°製品 – Σ S°反応物

ここで、ΔS° は反応の標準エントロピー変化です。

化学プロセスまたは反応の標準的なエントロピー変化は、いくつかの物質の S° がわかっている場合に表されます。

標準環境下での化合物 1 モルのエントロピー形成 (S°f) は、標準条件下での化合物 1 モルのエントロピー形成として定義されます。化合物の S°f は、化合物が作成された元素の S° 値を使用して計算できます。

要素の生成熱には、ゼロの値が任意に割り当てられます。プロセス段階の生成または燃焼の既知の温度を追加することにより、ヘスの熱和の方程式を使用して、化学反応で吸収または発生した熱を決定できます。

化学における標準状態

化学において、物質の標準状態は、純粋な物質であろうと組み合わせであろうと、さまざまな状況下でその特性を理解し、決定するために使用される基準点または解決策です。 International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) は、広く使用するために一般的に決定された標準レベルを提案していますが、標準状態の選択は理論的には任意です。 1 bar (101.3 キロパスカル) の圧力が基準として設定されています。

ただ、温度は標準状態定義の一部にすることはできません。標準ガス状態は、伝統的に、温度に関係なく、理想的なガスに対して 1 bar になるように選択されます。ただし、ほとんどの熱力学的値の表は特定の温度で作成されており、最も一般的な温度は 298.15 K (正確には 25°C) または、わずかに少ない頻度で 273.15 K (正確には 0°C) です。

aA + bB cC + dD

Horxn =[cHof(C) + dHof(D)] – [aHof(A) + bHof(B)]

Horxn=nHof(製品) – mHfo (反応物)

原子元素の標準状態は、すべての元素の最も安定した安定した同素体に関連して述べられています。たとえば、白スズとグラファイトは、それぞれスズと炭素の最も安定した均一な同素体の一部です。その結果、これらのコンポーネントのさまざまな熱力学的特性を計算するための通常の状態または基準点として使用されます。

フォーメーション標準のエンタルピー

標準生成熱とも呼ばれる化合物の標準生成エンタルピーは、標準状態の成分から 1 モルの化合物を生成するときに発生するエンタルピーの変化です。たとえば、二酸化炭素の標準生成エンタルピーは、与えられた反応のエンタルピーの形の新しい変化として発生します。

H2O + CO2 H2CO3

注: 標準的な生成エンタルピーは常に、生成された化学物質の kJ/mol です。

結論

溶液のエンタルピーまたは溶解エンタルピーとも呼ばれる溶液の熱は、一定の圧力下で溶媒に溶解する溶質によって引き起こされるエンタルピー変化であり、無限希釈をもたらします。通常の条件下で発生するプロセスの場合、溶液の熱は、他のエンタルピー変化と同様に、kJ/mol (298.15 K および 1 bar) で測定されます。