Stato standard

In chimica, lo stato standard di un materiale (sostanza pura, miscela o soluzione) è un punto di riferimento utilizzato per calcolare le sue proprietà in diverse condizioni. Un segno di grado (°) o un simbolo Plimsoll in apice (^⦵) viene utilizzato per designare una quantità termodinamica nello stato standard, come la variazione di entalpia (${\displaystyle \Delta H^{\circ }}$), la variazione di entropia (${\displaystyle \Delta S^{\circ }}$) o la variazione di energia di Gibbs (${\displaystyle \Delta G^{\circ }}$).^[1][2] Il simbolo del grado è diventato molto diffuso, sebbene il Plimsoll è raccomandato negli standard, in seguito verranno discusse le convenzioni tipografiche.

In linea di principio, la scelta dello stato standard è arbitraria, ciò nonostante l’Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC) raccomanda un insieme convenzionale di stati standard per gli usi comuni.^[3] Lo stato standard non deve essere confuso con le condizioni standard (STP, Standard Temperature and Pressure) per i gas,^[4] né con le soluzioni standard utilizzate nella chimica analitica.^[5] L'STP è comunemente utilizzato per calcoli che coinvolgono gas che si avvicinano a un gas ideale, mentre lo stato standard viene utilizzato per i calcoli termodinamici.^[6]

Per un materiale o una sostanza, lo stato standard è lo stato di riferimento per le funzioni di stato termodinamiche del materiale come entalpia, entropia, energia di Gibbs. La variazione di entalpia standard di formazione per un elemento nel suo stato standard è assunta pari a zero e questa convenzione consente di calcolare e tabulare molte quantità termodinamiche. Non è necessario che lo stato standard di una sostanza esista in natura: ad esempio, è possibile calcolare valori di proprietà termodinamiche per acqua gassosa a 298,15 K e 10⁵ Pa, anche se questa non esiste (come gas) in queste condizioni. Il vantaggio di questa convenzione è che le tabelle delle proprietà termodinamiche costruite in questo modo sono auto-consistenti.