Научете какво означава стандартна температура и налягане (STP) в химията

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

В химията TPE или STP ( Standard Temperature and Pressure ) е съкращението за  стандартна температура и налягане . Стандартните условия на температура и налягане или STP се използват най-често при извършване на изчисления на газове, като тяхната стандартна плътност. Стандартната температура е 273 K (0° по Целзий или 32° по Фаренхайт), а стандартното налягане е 1 atm налягане. Тези данни съответстват на точката на замръзване на чистата вода при атмосферно налягане на морското равнище. При STP един мол газ заема 22,4 L обем (моларен обем).

Трябва да се отбележи, че Международният съюз за чиста и приложна химия (IUPAC ) прилага по-строг стандарт STP за температура от 273,15 K (0 °C, 32 °F) и абсолютно налягане от точно 100 000 Pa (1 бар; 14,5 psi ; 0,98692 атмосфери). Това е промяна от предишната стандартна стойност (модифицирана през 1982 г.) от 0 °C и 101,325 kPa (1 atm).

Заключения за STP или стандартна температура и налягане

  • STP е съкращение за стандартна температура и налягане. „Стандартът“ обаче се определя по различен начин от различни групи или комитети, които разработват тези стандарти.
  • Стойностите на STP най-често се цитират за газове, тъй като техните характеристики се променят драстично с температура и налягане.
  • Обща дефиниция на STP е температура от 273 K (0° по Целзий или 32° по Фаренхайт) и стандартно налягане от 1 atm. При тези условия един мол газ заема 22,4 L.
  • Тъй като стандартът варира според индустрията, добра практика е да се посочват условията на температура и налягане за измервания, а не просто да се посочва „STP“.

Използване на STP стандартна температура и налягане

Стандартните референтни условия са важни за изразяване на дебита на флуида и обемите на течности и газове, които силно зависят от температурата и налягането. STP обикновено се използва, когато стандартните условия на състояние се прилагат към изчисленията. Стандартните условия на състояние, включително стандартна температура и налягане, могат да бъдат разпознати в изчисленията по горния индекс. Например ΔS° се отнася до промяната на ентропията при STP условия.

Други форми на STP

Тъй като лабораторните условия рядко са STP, общ стандарт е „ Стандартна околна температура и налягане “ (SATP ), което е температура от 298,15 K (25°C ;

Международната стандартна атмосфера , по-известна с акронима си ISA, както и стандартната атмосфера на САЩ, са стандарти, използвани в областта на динамиката на флуидите и аеронавтиката за определяне на температурата, налягането, плътността и скоростта на звука за диапазон от височини в средните ширини. Двата комплекта стандарти са еднакви на височини до 65 000 фута (19 812 m) над морското равнище.

Националният институт за стандарти и технологии (NIST) използва температура от 20°C (293,15 K; 68°F) и абсолютно налягане от 101,325 kPa (14 696 psi, 1 atm) за STP. Руският държавен стандарт GOST 2939-63 използва стандартните условия от 20°C (293,15 K), 760 mmHg (101325 N/m2) и нулева влажност. Международните стандартни метрични условия за природен газ са 288,15 K (15,00°C; 59,00°F) и 101,325 kPa. Международната организация по стандартизация (ISO) и Агенцията за опазване на околната среда на САЩ (US EPA) също определят свои собствени стандарти.

Правилно използване на термина STP

Въпреки че условията на STP са дефинирани, може да се види, че строгото определение зависи от комисията, която е установила стандарта или нормата; следователно, вместо да цитирате измерване, направено при стандартни условия или STP, винаги е по-добре изрично да посочите референтни условия или норми за температура и налягане. Това избягва объркване. Освен това е важно да се посочи температурата и налягането за моларния обем на газа, вместо да се цитира STP като условия. Когато се изчислява моларният обем, трябва да се отбележи дали изчислението използва идеалната газова константа R или специфичната газова константа R s  . Двете константи са свързани, където R  s  = R / m, където m е молекулната маса на газ.

Въпреки че STP най-често се прилага към газове, много учени се опитват да извършат експерименти от STP към SATP, за да улеснят репликацията им, без да въвеждат променливи. Добра лабораторна практика е винаги да докладвате температура и налягане или поне да ги записвате, в случай че са важни и необходими по-късно.

Източници

  • Дойрон, Тед (2007). „20°C – Кратка история на стандартната референтна температура за промишлени измервания на размерите“.  Национален институт по стандарти и технологии. Изследователско списание на Националния институт по стандарти и технологии.
  • McNaught, A.D.; Уилкинсън, А. (1997). Компендиум с химическа терминология . Златната книга (2-ро издание). Blackwell Science. ISBN 0-86542-684-8.
  • ISO 13443. (1996). Природен газ: Стандартни референтни условия . Женева, Швейцария: Международна организация по стандартизация. 
  • West, Robert C. (Ed.) (1975). Наръчник по физика и химия  (56-то издание). CRC Press. стр. F201-F206. ISBN 0-87819-455-X.

mm
Emilio Vadillo (MEd)
(Licenciado en Ciencias, Master en Educación) - COORDINADOR EDITORIAL. Autor y editor de libros de texto. Editor (papel y digital). Divulgador científico.

Artículos relacionados