Стандартные состояния веществ и стандартное представление константы равновесия

Строго говоря, в термодинамическое уравнение закона действия масс подставляются не концентрации, а безразмерные величины, показывающие, во сколько раз концентрация вещества больше той, которая соответствует его стандартному состоянию.

Для газа стандартным состоянием является его состояние при парциальном давлении в 1 атм., т.е. 1,03•10⁵ Па или ровно 10⁵ Па (в разное время использовались два разных стандарта, но мы далее будем пренебрегать этой небольшой разницей). Например, для кислорода воздуха при нормальном давлении в уравнение ЗДМ подставляется безразмерная цифра 0,21, поскольку такова его объёмная доля и таково его парциальное давление в атмосферах.

Для растворённого вещества стандартным состоянием является его состояние при концентрации в 1 моль/л. Если его концентрация 5 ммоль/л = 0,005 моль/л, то в уравнение подставляется безразмерная цифра 0,005.

Для вещества, составляющего отдельную твердую или жидкую фазу (т.е. почти нелетучего и почти нерастворимого, или, наоборот, для растворителя) стандартным состоянием является сама эта фаза, и если она есть, то в уравнение подставляется единица. В разбавленных растворах концентрация растворителя очень велика и практически постоянна, поэтому нет смысла записывать её отдельным сомножителем в выражение ЗДМ; она автоматически учитывается в величине самой константы.

Если вода является исходным веществом или продуктом, то при проведении реакции в водном растворе её концентрация не входит в выражение ЗДМ, а если та же реакция идёт в спиртовом или ином неводном растворе, то вода есть растворённое вещество, её концентрация переменна и должна входить в выражение ЗДМ. Величина константы равновесия в другом растворителе, будет, разумеется, другой.

Если же требуется подчеркнуть, что в растворе концентрация растворителя всё–таки ниже, чем в чистом растворителе, то подставляется его мольная доля, которая у чистого вещества равна единице. Мольная доля вещества – это отношение количества данного вещества к сумме количеств всех присутствующих веществ.