Les solides cristallisés
Supposons que l'une des espèces intervenant dans la réaction soit un solide cristallisé pure. Son potentiel chimique[1] ne dépend donc pas de la composition.
Deux cas sont à distinguer :
la même espèce chimique existe couramment à l'état vapeur, et les propriétés de cette vapeur sont aisément accessibles : on peut alors utiliser comme état standard[2] l'état de gaz parfait sous 1 bar (exemple de la glace, pour laquelle l'état standard[2] est la vapeur d'eau à la même température).
On écrira alors :
\(\mu_i^{(sol)}(T,P) = \mu_i^{(std)}(T) + RT \ln\frac{f_i^{(sol)}(T,P)}{P^{(std)}}\)
La fugacité[3] du solide s'identifie alors à la pression de saturation du solide (pression d'équilibre solide-liquide, ou de sublimation à la température \(T\))
pour certains éléments solides, on a choisi comme état standard[2] l'état solide : c'est le cas du carbone, pour lequel l'état standard[2] est le graphite.
On écrit alors la définition de la fugacité[3] sous la forme plus générale :
\(\mu_i^{(sol)}(T,P) = \mu_i^{(std)}(T) + RT \ln\frac{f_i^{(sol)}(T,P)}{f_i^{(std)}}\)
et, dans la pratique, le rapport \(\frac{f_i^{(sol)}(T,P)}{f_i^{(std)}}\) est très proche de l'unité (la fugacité[3] du solide dépendant très peu de la pression).
Dans les deux cas, la fugacité[3] du solide à température donnée est une constante : il est tentant de porter cette constante dans la constante d'équilibre, ce qui permet d'omettre les solides purs du rapport des fugacités[3]. Mais il faut être conscient que lorsque l'état standard[2] pour le solide est un état de gaz parfait, la constante d'équilibre en est modifiée.