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biaōzhŭnzhuàngtaì

chūdiăn: フリーbaĭshìdiăn『ウィキペディア(Wikipedia)』

biaōzhŭnzhuàngtaì(ひょうじゅんじょうたい)とは、xuéhuàxuégōngxuéなどのfēnで、dìngするpínghéngzhuàngtaìcúnするxuédezhuàngtaìliàngjiaòするときにzhŭnとするzhuàngtaìである。biaōzhŭnzhuàngtaìをどのようにshèdìngするかはwánquánrénweìdeなものであり、lùndeけはないが、shĭdeにはrénjiānránrènshìjiaŏする。

bāndeにはbiaōzhŭnzhuàngtaìのことをzhĭすことがduōく、wēnzhĭdìngすることでshìされる。xuéfēnにより、またxuéhuìguóguītuánによって、そのdìngyàng々でありhúnluànjiànられる。このため、běndìngxuéhuìtŏngしたzhíとして、qiúbiaōzhŭndeであるbiaōzhŭnatm = 101325 Pa)をyòngいるべきであるとzhŭzhāngménghuódòngzhănkaīしている[1]

biaōzhŭn

[biān]

zhĭdìngされるは、biaōzhŭnyīng: standard pressure)とばれる。しばしばbiaōzhŭnであることをshìすためにhaò °けて p°shūかれる。どのようなp°zhĭdìngしてもよいので、どのようなp°zhĭdìngしたのかはmíngshìされなければならない[2]

biaōzhŭnshèdìngとしてzhŭなものがèrzhŏngleìある。つは、shĭdeyòngいられてきた、biaōzhŭnyīng: standard atmosphere

であり、もうつは1982niánIUPACtuījiăngした

である。105 Paは、biaōzhŭnzhuàngtaìyīng: standard-state pressure, SSP)とばれる[3][2]。ただし、1982niánqiánbiaōzhŭn 101 325 Pa がSSPであった。SSPとは、hoùshùする「zhíbiaōzhŭnzhuàngtaì」をguīdìngするyòngいられるであって、biaōzhŭn使shĭyòngfángげるものではない[4]えばデータベースにshoūされているzhífeìdiănchángbiaōzhŭnxiàfeìdiănnormal boiling point)である。

1960niánguódānweì(SI)のcaĭjīngて、IUPACでも1969niánにGreen bookをchūbănしてSIへのzhuănhuànとした[5]。そのhoù1970niándaìのGreen bookgaĭdìngbiaōzhŭnfeīSIになるとして、SSPのguàndeな1 atmから105 Paへのbiàngèngzhŭzhāngされ、IUPACのtuījiăngはこのzhŭzhāng沿yánってxíngわれた。20niánshàng(2004niándāngshí)をjīngguòしてもIUPACのtuījiăngはしばしばshìされており、huàxuéxuéのデータベースにèrzhŏngleìshèdìngがあることでhúnluànjiànられる[5][6]zhŏng々のdìngshùtuījiăngzhíbiaŏしているCODATAはIUPACのtuījiăng沿yánってhoùzhěをSSPとしているが[3]biaōzhŭnshèdìngcúnするxiăngモルサッカー・テトロードdìngshùなどは、105 Pa および 101 325 Pa のliăngfāngbiaōzhŭnづくzhíbiaŏしている。

IUPACによるSSPのbiàngèngtuījiăngdānweìbiàngèngbànうものとしてxíngわれたが、biaōzhŭnzhuàngtaìとは(jiăxiăngdeな)dìngtiaójiànであり、zhŭnとするliàngxuănfāngであって、dānweìxuănfāngではない。xuélùndānweìxuănfāngにはらないが、えばbiaōzhŭnshēngchéngエンタルピーbiaōzhŭnzhuàngtaìshèdìngcúnしてそのliàngbiànhuàするdānweìbiàngèngによるshùzhíbiànhuàではない)。そもそも、105 PaはSIに沿yánったguànxìngのあるdānweìではないことにzhù

wēnbiaōzhŭntiaójiàn

[biān]

zhŭnとするwēnには 25 °C か 0 °Cxuănばれることがduōい。míngのあるwēnbiaōzhŭntiaójiànとしては、SATPSTPNTPげられる。

SATP
zhŭnwēnを25 °C(298.15 K)、biaōzhŭnを 105 Pa とするものがSATP(biaōzhŭnhuánjìngwēnyīng: standard ambient temperature and pressure)とdìngされる[7]
STP(1990niánqĭngjiàng
zhŭnwēnを0 °C(273.15 K)、biaōzhŭnを 105 Pa とするものがSTP(biaōzhŭnwēnyīng: standard temperature and pressure)とdìngされる[8]。1990niánqĭng[zhù 1]よりqiánのSTPはNTPとtóngじである。
NTP
zhŭnwēnを0 °C(273.15 K)、biaōzhŭnを 101 325 Pa とするものがNTP(biaōzhŭnwēnyīng: normal temperature and pressure)とdìngされる[9][zhù 2]。NTPは1990niánqĭngよりqiánのSTPとtóngじである。

biaōzhŭnzhuàngtaìとしてどのtiaójiàn使shĭわれるかは、fēnによりなる。『アトキンスhuàxuéyaòlùn』によれば2016niánxiànzaìzhŭに 25 °C、105 Pa のSATPが使shĭわれるが、0 °C、1 atm のSTP[zhù 3]は、jīnでも使shĭわれている[7]fāngボールhuàxué』によれば、0 °C、105 Pa のSTPがzuìもふつうのである[10]běnでは、dānbiaōzhŭnzhuàngtaìといえば 0 °C、1 atm のNTPをzhĭすことがduō[11]

[biān]

1モルxiăngは、SATPでは24.8リットル、STPでは22.7リットル(1990niánqĭng[8][zhù 1]よりqiánは22.4リットル)、NTPでは22.4リットルである。

zhíbiaōzhŭnzhuàngtaì

[biān]

wēn T におけるzhíbiaōzhŭnzhuàngtaìとは、wēn Tbiaōzhŭnzhuàngtaì(SSP) p° におけるそのzhíchúncuìzhuàngtaìまたはjiăxiăngdezhuàngtaìである[12]biaōzhŭnzhuàngtaìにあるzhíxuéliàngは、biaōzhŭnzhuàngtaìにおけるliàngであることをbiaŏすために °けてbiaŏされる[zhù 4]えばbiaōzhŭnshēngchéngエンタルピーであれば ΔfH°shūかれる(Δfshēngchéngfănyīngformation)をshìす)。wēnyĭnshùとして ΔfH°(298 K) のようにshìすか、yoùxiàtiānΔfH°298 のようにshì[13]

biaōzhŭnzhuàngtaì

[biān]

biaōzhŭnzhuàngtaìは、chúnzhíがSSPのxiàにあるzhuàngtaìである。としてbiaōzhŭnzhuàngtaìにおけるグラファイトxuéliàng[14]biaŏshìす。

グラファイトのbiaōzhŭnxuéliàngp° = 105 Pa
T / K T/J K−1mol−1 TH°298/kJ mol−1 ΔfT/kJ mol−1
0 0.00 -1.05 0.00
298 5.69 0.00 0.00
500 11.65 2.38 0.00
1000 24.45 11.82 0.00
2000 40.63 35.32 0.00
3000 50.75 60.30 0.00

グラファイトのbiaōzhŭnshēngchéngエンタルピー ΔfH°Tbiaŏwēnfànweíではdìngによりゼロである。wēn T におけるbiaōzhŭnエントロピー T およびbiaōzhŭnエンタルピー T は、dìngモルróngliàngshízhí Cp(T, p°) からそれぞれ

および

qiúめられる。biaōzhŭndìngモルróngliàng Cp°(T) は、SSPにおけるdìngモルróngliàng Cp(T, p°)tóngじである。

biaōzhŭnzhuàngtaì

[biān]

shízaìbiaōzhŭnzhuàngtaìは、SSPのxiàにあるchúnzhíxiăngである。このzhuàngtaìjiăxiăngdezhuàngtaìである。えば 298 K における H2O(gas) のbiaōzhŭnzhuàngtaìは、105 Pa(または 1 atm)でもníngsuōしないshuĭzhēngであって、これはwánquánjiăxiăngdezhuàngtaìである。それにduìして、SSPのxiàxiànshíとしてcúnzaìするzhíは、xiăngとみなせるchángduōい。

25 °C におけるxuéliàngp° = 105 Pa[15]
H(p°)/kJ mol−1 Cp°/J K−1mol−1 Cp(p°)/J K−1mol−1
shuĭ H2 0.00 28.8 28.8
zhì N2 0.01 29.1 29.2
èrsuānhuàtàn CO2 0.04 37.1 37.4
アンモニア NH3 0.10 35.6 36.8
ブタン C4H10 0.25 98.5 100.6

biaŏから 25 °C、105 Pa におけるアンモニアのshēngchéngエンタルピー ΔfH298(p°) が 25 °C、105 Pa におけるbiaōzhŭnshēngchéngエンタルピー ΔfH°298 に 0.1 kJ/mol のjīngzhìすることがfēnかる。bānに、shízaìゼロのxiànxiăngとなるので、shízaìCp°(T)Cp(T, p → 0)děngしく、H°(T)H(T, p → 0)děngしい。suānhuàèrzhì N2O4 のように、fēnjiěするfēnからなるbiaōzhŭnxuéliàngは、fēnguāngxuéデータとtŏngxuéによりsuànされる。

SSPのxiàとしてcúnzaìするzhíbiaōzhŭnzhēngエンタルピー ΔvapH°(T) は、wēn T におけるzhēng psat(T)xiàでのzhēngエンタルピー ΔvapH(T, psat) にほぼděngしい。ただし、zhēngxiăngとみなせるchángxiànる。xiāngzhōngèrliàngzuòsuānzuòsuānなどでは、ΔvapH°(T)ΔvapH(T, psat)きくなる。また、xiàbiaŏから、pínghéngにあるメタノールzhēngCp(psat)chángきいことがfēnかる。これはメタノールzhēngには CH3OH fēnliàng (CH3OH)4hánまれているためである[16]

25 °C におけるzhēngエンタルピーとzhēngdìngróngliàngp° = 105 Pa[15]
zhí psat / 105 Pa ΔvapH°/kJ mol−1 ΔvapH(psat)/kJ mol−1 Cp°(gas)/J K−1mol−1 Cp(gas; psat)/J K−1mol−1
shuĭ H2O 0.032 44.0 44.0 33.6 34.4
メタノール CH3OH 0.170 38.1 37.5 44.0 116.0
ペンタン C5H12 0.683 26.7 26.4 120.0 123.0

bānに、およびzhēngCp°(T)H°(T) は、shízaìゼロのxiànzhíděngしい。それにduìして、のエントロピー S(T, p) はゼロのxiànxiànsànする。そのため、biaōzhŭnエントロピーは、SSPのxiàにあるjiăxiăngdexiăngのエントロピーとしてdìngされる。xiăngróngliàngとエンタルピーはcúnしないので、shízaìゼロのxiànzhíからqiúめた Cp°(T)H°(T) は、SSPのxiàにあるjiăxiăngdexiăngのそれにděngしい。

róngbiaōzhŭnzhuàngtaì

[biān]

róngmeíbiaōzhŭnzhuàngtaìは、chúnróngmeíbiaōzhŭnzhuàngtaìděngしい。

róngzhíbiaōzhŭnzhuàngtaìは、zhíliàngモルnóng 1 mol/kg のjiăxiăngdexiăngróngである。 このjiăxiăngróngは、róngzhíróngmeíxiāngzuòyòngxiànshíróngquántóngじで、róngzhítóngshìxiāngzuòyòngquáncúnzaìしないróngである。xiànshíróngでは、nóngゼロのxiànróngzhítóngshìxiāngzuòyòngがゼロになる。よって、róngfănyīngbiaōzhŭnfănyīngエンタルピー ΔrH°biaōzhŭnfănyīngエントロピー ΔrS°、およびbiaōzhŭnróngjiěエンタルピー ΔsolH° は、いずれもxiànshìzhuàngtaìへのwaìchāzhíとしてられる。えばbiaōzhŭnzhōngエンタルピー ΔnH°(25 °C) = −55.8 kJ/mol は、qiángsuānqiángyánzhōngエンタルピーをnóngbiànえていくつかdìngし、dìngjiéguŏnóngゼロのxiànwaìchāすることによりられたzhíである[17]

róngzhíchéngfēn B のfēnモル VBfēnモルróngliàng Cp, B のようなfēnモルliàngもまた、xiànshìxiànVB°Cp, B°shoūshùする。それにduìして、fēnモルギブズエネルギーすなわちhuàxuéポテンシャルxiànshìxiànxiànsànする。そのため、wēn Tróngzhíchéngfēn B のbiaōzhŭnhuàxuéポテンシャル μB°(T) は、SSPのxiàにあるzhíliàngモルnóng 1 mol/kg のjiăxiăngdexiăngróngにおけるhuàxuéポテンシャルとしてshìdìngする。

ここで p° はSSP、mii fānróngzhíchéngfēnzhíliàngモルnóngRdìngshùm° は 1 mol/kg であり、μB(T, p°, m1, m2, ...)shízaìróngにおけるchéngfēn B のhuàxuéポテンシャルである。このdìngにより、róngzhíchéngfēn B のbiaōzhŭnhuàxuéポテンシャル μB°(T)VB°Cp, B°tóngyàngに、róngnóng m = (m1, m2, ...) にはらないzhíとなる。SSPのxiàでのshízaìróngchéngfēn B のhuàxuéポテンシャルは μB°(T)使shĭうと

biaŏされる。ここで γB(T, p°, m)chéngfēn B のhuóliàngshùであり、wēnnóngguānshùである。

róngzhíbiaōzhŭnzhuàngtaìdìngは、róngmeíbiaōzhŭnzhuàngtaìdìngべてである。しかし、biaōzhŭnzhuàngtaìをこのようにdìngすると、róngzhíchéngfēnjiānxiāngzuòyòngによるxiăngróngからのずれをすべてhuóliàngshù γBし込めることができる。róngfeīxiăngxìngbiaōzhŭnzhuàngtaìり込まれずにむ、というのがこのdìngのポイントである[18]

jiaŏzhù

[biān]

zhùshì

[biān]
  1. ^ a b SSPとtóngshíにSTPがbiàngèngされたとkaŏえるなら1982niánqĭngであり、Gold bookyīngbăn2bănchūbănされたshídiănchūめてtuījiăngされたとkaŏえるなら1997niánである。
  2. ^ STPとtóngyàngに、shídaìfēnweíえば、biétiaójiànがNTPとばれうる。
  3. ^ これは1990niánqĭngよりqiánのSTPであり、NTPとtóngじである。
  4. ^ SSPのxiàxiăngとみなすことができて、róngxiăngróngとみなすことができるなら、「SSPにおけるliàngであることをbiaŏすために °けてbiaŏされる」[13]kaŏえてもよい。

chūdiăn

[biān]

cānkaŏwénxiàn

[biān]

shū

[biān]
  • G. M. Barrow zhùménkuāntángmiănchéng huàxuéshàngjuàn6băn)、dōngjīnghuàxuétóngrén、1999nián3yuèASIN 4807905023ISBN 4-8079-0502-3NCID BA41014520OCLC 676361134quánguóshūzhìfānhaò:99087263 
  • J.G. Frey、H.L. Strauss『huàxuéyòngいられるliàngdānweìhaòchănshùzŏngyánjiūsuŏliàngbiaōzhŭnzŏngセンター3băn)、jiăngtánshè、2009niánISBN 978-406154359-1https://www.nmij.jp/public/report/translation/IUPAC/iupac/iupac_green_book_jp.pdf 
  • Peter Atkins、Julio de Paula『アトキンスhuàxuéyaòlùnqiānyuánxiùzhaōdaòxiézhāng 6băn)、dōngjīnghuàxuétóngrén、2016niánISBN 9784807908912 
  • David W. Ball『ボールhuàxuéshàngtiánzhōngāzhúchè jiān2băn)、huàxuétóngrén、2015niánISBN 9784759817898 
  • JIS K 0211:2013「fēnhuàxuéyòngchŭmén)」běnchănbiaōzhŭn調diaòcháhuìjīngchănshěng
  • G.N. ルイス、M. ランドル『xué』ピッツアー、ブルワーgaĭdìng sānzhaízhāngtiánsuŏyoùshì2băn)、yánshūdiàn、1971niánNCID BN00733007OCLC 47497925 
  • jiāténgzhí「10.9. zhōngエンタルピー」『huàxué便biànlăn chŭbiān』 II、běnhuàxuéhuì biāngaĭdìng5băn)、wánshànchūbăn、2014niánISBN 978-4621073414 
  • Peter Atkins『アトキンスhuàxuéxiaŏdiănqiānyuánxiùzhaō dōngjīnghuàxuétóngrén、1998niánISBN 4-8079-0479-5 

zhì

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