X

État standard

etat-standard

CaractĂ©ristiques de l’Ă©tat standard

  • Un Ă©tat standard est dĂ©fini comme un statut spĂ©cifique de la matiĂšre.
  • Il correspond Ă  un corps pur dans une forme spĂ©cifique, parfois virtuelle.
  • L’Ă©tat standard est une forme stable Ă  une tempĂ©rature choisie.
  • Les anciens tableaux se rĂ©fĂšrent Ă  la pression normale, Ă©valuĂ©e Ă  1 atm.

Voir les produits associĂ©s Ă  l’Ă©tat standard

L’État standard des corps purs, solvants et solutĂ©s et son lien avec le potentiel chimique.

Un Ă©tat standard est dĂ©fini comme un statut spĂ©cifique de la matiĂšre, comme rĂ©fĂ©rencĂ© dans les bases de donnĂ©es physico-chimiques. Cela correspond Ă  un corps pur dans une forme spĂ©cifique, parfois virtuelle. Une tempĂ©rature dĂ©terminĂ©e et une pression standard sont donc nĂ©cessaires : p° = 1 bar = 105 Pa. En ce qui concerne l’Ă©tat gazeux, il s’agit de la forme parfaite du gaz, subtilement diffĂ©rente de l’état rĂ©el. Les tableaux de base de la thermodynamique chimique sont gĂ©nĂ©ralement limitĂ©s Ă  une tempĂ©rature de rĂ©fĂ©rence de 298,15 K ou Ă  25 °C. En revanche, des tableaux plus complets fournissent des grandeurs thermodynamiques standard Ă  diffĂ©rentes tempĂ©ratures.

Il faut noter que les donnĂ©es dans les anciens tableaux se rĂ©fĂšrent Ă  la pression normale, Ă©valuĂ©e Ă  1 atm, soit 1,013 25 × 105 Pa. Pour les informations plus rĂ©centes, ce changement n’a aucun effet sur les Ă©tats liquides et solides. De plus, les consĂ©quences sur l’Ă©tat gazeux sont nĂ©gligeables.

L’état standard des corps purs

Avec une pression de 1 bar, l’Ă©tat standard d’un gaz pur est hypothĂ©tique. Aucun gaz rĂ©el n’est parfait, sauf Ă  des pressions infiniment basses. En revanche, il est possible de tenir compte des non-idĂ©alitĂ©s avec cette dĂ©finition. Toujours Ă  une pression de 1 bar, l’Ă©tat standard d’une phase condensĂ©e solide ou liquide reste la mĂȘme. Pour les solutions condensĂ©es Ă  une pression de 1 bar, l’Ă©tat standard du solvant est caractĂ©risĂ© par sa puretĂ©.

etat-standard-01

L’état standard de rĂ©fĂ©rence des corps purs

L’état standard spĂ©cifique utilisĂ© pour le tableau est le statut de rĂ©fĂ©rence qui a Ă©tĂ© dĂ©fini pour chaque Ă©lĂ©ment chimique. Il s’agit, le plus souvent, de l’Ă©tat le plus stable d’un Ă©lĂ©ment pur Ă  une tempĂ©rature considĂ©rĂ©e et Ă  une pression infĂ©rieure Ă  1 bar.

Pour les solides cristallins, le terme fait référence à un allotrope stable à des températures sélectionnées. Le carbone graphite, par exemple, est un état standard à température ambiante, contrairement au carbone diamant qui est métastable.

Quelques exemples d’Ă©tats standards pour les corps purs

L’Ă©tat standard est une forme stable Ă  une tempĂ©rature choisie. À titre d’illustration, voici un exemple : T = 298 K.

ÉlĂ©ment chimiqueSymboleNumĂ©ro atomiqueEspĂšce chimique
de l’Ă©tat standard
ÉtatFormule chimique
HydrogĂšneH1DihydrogĂšneGazeuxH2(g)
HéliumHe2HéliumGazeuxHe(g)
CarboneC6GraphiteSolideC(graphite)
AzoteN7DiazoteGazeuxN2(g)
OxygĂšneO8DioxygĂšneGazeuxO2(g)
FluorF9DifluorGazeuxF2(g)
PhosphoreP15Phosphore blancSolideP4(s)
FerFe26Ferrite Î±SolideFe(α)
CuivreCu29Cuivre Î±SolideCu(α)
etat-standard-02

Les états standard des solvants et des solutés

Dans les solutions liquides, l’Ă©tat standard d’un composant est toujours dĂ©fini Ă  une pression p° = 1 bar. Il en va diffĂ©remment lorsqu’un composant est considĂ©rĂ© comme un solvant ou un solutĂ©. Pour une composition donnĂ©e, il existe deux dĂ©finitions possibles.

À l’Ă©tat « solvant » standard, il s’agit d’un Ă©tat liquide pur. Dans un Ă©tat « soluté » standard, il doit ĂȘtre dans une composition qui conserve les propriĂ©tĂ©s d’une solution suffisamment diluĂ©e. L’objectif est de maintenir la forme idĂ©ale jusqu’Ă  la concentration classique convenue de c° = 1 mol/l. Cet Ă©tat est gĂ©nĂ©ralement dĂ©duit, loin de la forme rĂ©elle. Cependant, il faut que la solution reste idĂ©ale sur toute la plage de concentration. Cette dĂ©finition est proche, Ă  l’Ă©tat standard d’un gaz. Il faut toutefois que celui-ci reste parfait jusqu’Ă  une pression p°. L’Ă©chelle des solutĂ©s peut Ă©galement ĂȘtre dĂ©finie en termes de molalitĂ©, oĂč l’Ă©tat standard reprĂ©sente 1 mol/kg, ou en fractions molaires. On parle alors d’un solutĂ© pur. Il s’agit d’un Ă©tat virtuel, car le solutĂ© doit maintenir son comportement en dilution infinie.

Dans un mĂ©lange de deux liquides, comme l’eau et l’alcool, chacun des deux composants peut ĂȘtre considĂ©rĂ© comme un solvant ou un solutĂ©. Il y a donc un total de quatre Ă©tats standards. En revanche, quand un solide comme le chlorure de sodium se dissout dans un liquide, il doit reprĂ©senter le solutĂ©.

Le lien avec le potentiel chimique

En gĂ©nĂ©ral, l’Ă©tat standard est celui dans lequel le potentiel chimique ”i de chaque composant est Ă©gal au potentiel chimique standard ”i°. Puisque le potentiel chimique est Ă©crit ”i = ”i° + RT ln ai,cela Ă©quivaut Ă  dĂ©finir un Ă©tat standard spĂ©cifique. Il est identique Ă  celui dans lequel l’activitĂ© de chaque composant est Ă©gale Ă  1. Le statut classique dĂ©pend alors de l’ampleur de l’activitĂ© considĂ©rĂ©e.


Retour en haut de la page

Recherche de produits

Le produit a été ajouté à votre panier