Standardkonzentration

Standardkonzentration, oft mit C° bezeichnet, ist die Referenzkonzentration, die in thermodynamischen und chemischen Gleichungen verwendet wird, um den Standardzustand von Lösungen festzulegen. In der Praxis wird meist 1 mol pro Liter (1 M) als Standardkonzentration gewählt. Diese Konvention ermöglicht es, Aktivitäten statt reiner Konzentrationen zu verwenden und Größen wie Gibbs-Energie ΔG°, Gleichgewichtskonstanten K und Reaktionsquotienten konsistent zu definieren und zu vergleichen.

Die Aktivität eines gelösten Teilchens wird üblicherweise als a_i = γ_i (C_i / C°) definiert, wobei γ_i der Aktivitätskoeffizient ist. Dadurch hängt die Thermodynamik von der Konzentration und den Wechselwirkungen in der Lösung ab. Die Standard-Gibbs-Energieänderung ΔG° und das Gleichgewichtskonstante K werden über die Aktivitäten mit Bezug auf C° angegeben. C° dient dabei als Bezugsgröße, sodass in den Formeln die Dimensionen durch die Verhältnisbildung kompensiert werden.

Der Standardzustand in der Chemie wird oft durch Temperatur und Druck festgelegt, typischerweise T = 298 K und p = 1 bar, neben C° = 1 M für Lösungen. Für Gasphasen gilt 1 bar (früher 1 atm). In der Praxis kann sich der tatsächliche Zustand einer Lösung von idealen Annahmen unterscheiden; daher werden Aktivitätskoeffizienten verwendet. Bei sehr verdünnten Lösungen nähert sich a_i ≈ C_i / C°, also ca. C_i in Mol pro Liter.

Der Begriff ist zentral in chemischer Thermodynamik, Elektrochemie und physikalischer Chemie. Je nach Fachgebiet kann der verwendete Standardzustand leicht variieren, weshalb in Berichten die genaue Definition von C° angegeben werden sollte.