Estado estándar

El estado estándar de un material ( sustancia pura , mezcla o solución ) es un punto de referencia utilizado para calcular sus propiedades bajo diferentes condiciones. Un signo de grado (°) o un símbolo de superíndice 𜻰 ^{[ 1 ]} ( ^𜻰 ) se utiliza para designar una magnitud termodinámica en el estado estándar, como el cambio de entalpía (Δ H °), el cambio de entropía (Δ S °) o el cambio de energía libre de Gibbs (Δ G °). ^{[ 2 ] [ 3 ]} El símbolo de grado se ha generalizado, aunque el símbolo de Plimsoll se recomienda en las normas; véase la discusión sobre la composición tipográfica más adelante .

En principio, la elección del estado estándar es arbitraria, aunque la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) recomienda un conjunto convencional de estados estándar para uso general. ^{[ 4 ]} El estado estándar no debe confundirse con la temperatura y presión estándar (TPE) para gases, ^{[ 5 ]} ni con las soluciones estándar utilizadas en química analítica . ^{[ 6 ]} La TPE se utiliza comúnmente para cálculos que involucran gases que se aproximan a un gas ideal , mientras que las condiciones de estado estándar se utilizan para cálculos termodinámicos . ^{[ 7 ]}

Para un material o sustancia dados, el estado estándar es el estado de referencia para las propiedades termodinámicas del material, como la entalpía , la entropía , la energía libre de Gibbs y muchos otros estándares de materiales. El cambio de entalpía estándar de formación para un elemento en su estado estándar es cero, y esta convención permite calcular y tabular una amplia gama de otras cantidades termodinámicas. El estado estándar de una sustancia no tiene por qué existir en la naturaleza: por ejemplo, es posible calcular valores para el vapor a 298,15  K y10 ⁵ Pa  , aunque el vapor no existe (en estado gaseoso) bajo estas condiciones. La ventaja de esta práctica es que las tablas de propiedades termodinámicas preparadas de esta manera son consistentes entre sí.

Muchos estados estándar son estados no físicos, a menudo denominados "estados hipotéticos". Sin embargo, sus propiedades termodinámicas están bien definidas, generalmente mediante una extrapolación desde alguna condición límite, como presión cero o concentración cero, a una condición específica (generalmente concentración unitaria o presión) utilizando una función de extrapolación ideal, como el comportamiento de una solución ideal o un gas ideal, o mediante mediciones empíricas. Estrictamente hablando, la temperatura no forma parte de la definición de un estado estándar. Sin embargo, la mayoría de las tablas de magnitudes termodinámicas se compilan a temperaturas específicas, generalmente a temperatura ambiente ( 298,15 K, 25 °C, 77 °F ) o, con menos frecuencia, al punto de congelación del agua ( 273,15 K, 0 °C, 32 °F ). ^{[ 7 ]}      

En el momento de su desarrollo en el siglo XIX, se adoptó el símbolo de Plimsoll en superíndice ( ^{⦵ ) para indicar la naturaleza no nula del estado estándar. [ 16 ]} La IUPAC recomienda en la tercera edición de Cantidades, Unidades y Símbolos en Química Física un símbolo que parece ser un signo de grado (°) como sustituto del símbolo de Plimsoll. En la misma publicación, el símbolo de Plimsoll parece estar construido combinando una línea horizontal con un signo de grado. ^{[ 17 ]} En la literatura se utiliza una variedad de símbolos similares: una letra minúscula O ( ^o ), ^{[ 18 ]} un cero en superíndice ( ⁰ ) ^{[ 19 ]} o un círculo con una barra horizontal, ya sea donde la barra se extiende más allá de los límites del círculo ( U+ 29B5 ⦵ CÍRCULO CON BARRA HORIZONTAL ) o está encerrada por el círculo, dividiéndolo por la mitad ( U+2296 ⊖ CIRCULADO MENOS ). ^{[ 20 ] [ 21 ]} Comparado con el símbolo de la zapatilla de baloncesto utilizado en los textos del siglo XIX, el glifo U+29B5 es demasiado grande y su línea horizontal no se extiende suficientemente más allá de los límites del círculo. Se confunde fácilmente con la letra griega theta (mayúscula Θ o ϴ , minúscula θ). El carácter U+1CEF0 𜻰 MEDIUM SMALL WHITE CIRCLE WITH HORIZONTAL BAR se añadió a Unicode en septiembre de 2025 con el lanzamiento de la versión 17.0. Es un símbolo de tamaño normal destinado a ser utilizado en forma de superíndice para indicar el estado estándar, sustituyendo a U+29B5 para este propósito. ^{[ 22 ]}

Ian M. Mills, quien participó en la elaboración de una revisión de Cantidades, Unidades y Símbolos en Química Física , sugirió que un superíndice cero (${\displaystyle ^{0}}$) es una alternativa equivalente para indicar "estado estándar", aunque en el mismo artículo se utiliza un símbolo de grado (°). ^{[ 21 ]} El símbolo de grado se ha generalizado en los libros de texto de química general, inorgánica y física en los últimos años. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]} Cuando se lee en voz alta, el símbolo se pronuncia "cero".

• Condiciones estándar de temperatura y presión
• entropía molar estándar

• Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (1982). "Notación para estados y procesos, significado de la palabra estándar en termodinámica química y observaciones sobre las formas tabuladas comúnmente de las funciones termodinámicas" (PDF) . Pure Appl. Chem. 54 (6): 1239– 50. doi : 10.1351/pac198254061239 . S2CID 53868401 . 
• Comisión Interunionaria de Biotermodinámica IUPAC–IUB–IUPAB (1976). "Recomendaciones para la medición y presentación de datos de equilibrio bioquímico" . J. Biol. Chem. 251 (22): 6879–85 . doi : 10.1016/S0021-9258(17)32917-4 .