État standard

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L'état standard d'un composé physico-chimique est défini par son état physique stable à la température T, sous la pression standard : p0 = 1 bar = 105 Pa. Il n'y a donc pas un état standard mais des états standard à chaque température T, pour laquelle le composé est stable. Le plus souvent la température de référence de 298,15 K (25 °C) est choisie pour constituer des tables de grandeurs thermodynamiques standard.

Remarques:

  • Dans certaines anciennes tables, les données se réfèrent à la pression normale de 1 atm = 1,01325.105 Pa. Cette pression n'est plus la pression standard, même si la différence est minime[1],[2].
  • L’état standard est un état physique conventionnel presque toujours hypothétique.


Corps pur [modifier | modifier le code]

  • Pour un corps pur gazeux, on choisit le gaz parfait comme état standard. En fait, c'est un état hypothétique car un gaz n'est parfait que lorsque la pression est infiniment faible alors que la pression standard est de 1 bar.
  • Pour une phase condensée (solide ou liquide), l'état standard est le corps pur stable dans l'état physique considéré.
  • Pour un solide cristallisé, c'est la variété allotropique stable à la température choisie.
exemple: le carbone graphite est l'état standard dans les conditions normales de température, contrairement au carbone diamant qui est métastable.

Exemples d'état standard de quelques corps purs[modifier | modifier le code]

L'état standard correspond à leur forme stable à la température choisie; par exemple ici, T = 298K.

Carbone Graphite C(graphite)
Hydrogène Dihydrogène H2 (g)
Oxygène Dioxygène O2 (g)
Azote Diazote N2 (g)
Cuivre Solide Cu(s)
Phosphore Solide P4 (s)

Solutions: solvant et soluté[modifier | modifier le code]

L'état standard dans une solution solide ou liquide, diffère selon la nature solvant ou soluté de ce composé.

  • Le solvant qui est en grand excès par rapport au soluté est considéré comme une phase pure.
  • L'état standard du soluté à la température T sous la pression p° = 1 bar, correspond à l'état de ce composé dans une solution supposée infiniment diluée pour que la solution soit considérée comme idéale alors que la concentration standard est égale par convention à C° = 1 mol.L-1. On retrouve ici la même problématique que pour le gaz parfait et l'état standard est un état hypothétique.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Avant 1985 la pression standard était égale à la pression normale 1 atm = 101 325 pa ; cet écart a des conséquences pratiquement négligeables pour les données des tables thermodynamiques
  2. Voir aussi Conditions normales de température et de pression

Voir article Enthalpie de formation