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标准摩尔熵

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标准摩尔熵英语standard molar entropy)指在标准状况(298.15 K,105Pa)下,1摩尔纯物质的规定熵,通常用符號表示,單位是J/(mol·K)(或作J·mol-1·K-1,讀作「焦耳每千克开尔文」)。與标准摩尔生成焓不同,標準莫耳熵是絕對的。

計算[编辑]

热力学第三定律表明,純物質在絕對零度零度下形成的完整晶體的熵為0,據此可以算出物質的絕對熵

假想純固体從0 K(絕對零度)開始加熱到T K,絶対零度熵為S0 = 0,則T K時物質的絕對熵ST與各溫度下的摩尔定压热容日语定圧モル熱容量CP有以下關係:

S_T = \int_{0}^{T} \frac{C_P \mbox{(s)}}{T} dT = \int_{0}^{T} C_P \mbox{(s)} d\mbox{ln}T

也就是說,從0 K加熱到298.15 K(25℃)而其間不發生相變的固體,標準摩爾熵可由下式求出:

S^\circ = \int_{0}^{298.15} \frac{C_P \mbox{(s)}}{T} dT

但如果存在同質異像間的相變,還需要加上相變的熵變\Delta S_{tr} = \frac{\Delta H_{tr}}{T_{tr}}

0 K至298.15 K之間存在相變,例如發生熔化的情況下,需要加上熔化熵\Delta S_{fus} = \frac{\Delta H_{fus}}{T_{fus}}

S^\circ = \int_{0}^{T_{fus}} \frac{C_P \mbox{(s)}}{T} dT + \frac{\Delta H_{fus}}{T_{fus}} + \int_{T_{fus}}^{298.15} \frac{C_P \mbox{(l)}}{T} dT

熔化後還發生汽化的情況下,除熔化熵外,還需要加上汽化熵\Delta S_{vap} = \frac{\Delta H_{vap}}{T_{vap}}

S^\circ = \int_{0}^{T_{fus}} \frac{C_P \mbox{(s)}}{T} dT + \frac{\Delta H_{fus}}{T_{fus}} + \int_{T_{fus}}^{T_{vap}} \frac{C_P \mbox{(l)}}{T} dT + \frac{\Delta H_{vap}}{T_{vap}} + \int_{T_{vap}}^{298.15} \frac{C_P \mbox{(g)}}{T} dT

常見物質的標準摩爾熵[编辑]

对于水溶液中的阴阳离子,由于通常是将阳离子阴离子作为整体进行测定的,所以单独的离子的标准摩尔熵是以氢离子的标准摩尔熵为0,在无限稀释状态的假想的1 mol kg−1理想溶液计算的。

常見物質的標準摩爾熵(Sº)[1]
物質 化学式 Sº / J mol−1K−1
單原子分子 He(g) 126.150
Ne(g) 146.328
原子 H(g) 114.713
原子 O(g) 161.055
原子 Na(g) 153.712
雙原子分子 氫分子 H2(g) 130.684
氧分子 O2(g) 205.138
氟化氫 HF(g) 173.779
氯化氫 HCl(g) 186.908
多原子分子 水蒸氣 H2O(g) 188.825
氨氣 NH3(g) 192.45
甲烷 CH4(g) 186.264
液体固体 H2O(l) 69.91
氫氧化鈉 NaOH(s) 64.455
氯化鈉 NaCl(s) 72.13
離子水溶液 氫離子 H+(aq) 0
氫氧根離子 OH(aq) −10.75
鈉離子 Na+(aq) 59.0
氯離子 Cl(aq) 56.5

參考文獻[编辑]

  1. ^ D.D. Wagman, W.H. Evans, V.B. Parker, R.H. Schumm, I. Halow, S.M. Bailey, K.L. Churney, R.I. Nuttal, K.L. Churney and R.I. Nuttal, The NBS tables of chemical thermodynamics properties, J. Phys. Chem. Ref. Data 11 Suppl. 2 (1982).

参见[编辑]