化学平衡标准浓度 $c_\theta$ 是指在标准状态下溶质的浓度,其定义和特性如下:
一、定义
标准浓度 $c_\theta$ 是指在指定温度 $T$ 和标准压力 $p_\theta$(通常为 100 kPa)下,溶质以 1 mol/kg 溶液体积的状态。对于纯液体或纯固体,其标准状态浓度即为其在标准状态下的摩尔浓度。
二、实际应用中的简化处理
由于压力对液体和固体的体积影响极小,实际计算中常将标准浓度简化为 $c_\theta = 1 , \text{mol/L}$。这一简化在工程计算和多数教材中均有体现。
三、相关概念
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平衡浓度与标准浓度的比值
在化学平衡中,平衡浓度 $C$ 与标准浓度 $c_\theta$ 的比值称为平衡常数 $K_\theta$,即: $$ K_\theta = \frac{C}{c_\theta} $$
该比值仅与温度有关,与浓度和分压无关。
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相对浓度的意义
平衡常数 $K_\theta$ 实际上反映了平衡时各物质的相对浓度。例如,若 $K_\theta = 2$,则表示平衡时某物质的浓度是标准浓度的 2 倍。
四、示例
对于反应: $$ aA + bB \leftrightarrow cC + dD $$
其标准平衡常数表达式为: $$ K_\theta = \frac{[C]^c ^d}{[A]^a [B]^b} $$
其中各物质浓度均需除以标准浓度 $c_\theta$ 后再取比值。
综上,标准浓度 $c_\theta$ 是化学平衡分析中的重要基准,通过它可方便地计算平衡常数并理解反应的相对稳定性。