Opi mitä standardilämpötila ja paine (STP) tarkoittaa kemiassa

Kemiassa TPE tai STP ( Standard Temperature and Pressure ) on lyhenne sanoista  vakiolämpötila ja paine . Standard Temperature Pressure Conditions eli STP:tä käytetään yleisimmin suoritettaessa laskelmia kaasuille, kuten niiden standarditiheydelle. Vakiolämpötila on 273 K (0° Celsius tai 32° Fahrenheit) ja vakiopaine on 1 atm paine. Nämä tiedot vastaavat puhtaan veden jäätymispistettä ilmanpaineessa merenpinnan tasolla. STP:ssä yksi mooli kaasua vie 22,4 litraa tilavuudesta (moolitilavuus).

On huomattava, että Kansainvälinen puhtaan ja sovelletun kemian liitto (IUPAC ) soveltaa tiukempaa STP-standardia lämpötilalle 273,15 K (0 °C, 32 °F) ja absoluuttiselle paineelle tasan 100 000 Pa (1 bar; 14,5 psi). 0,98692 ilmakehää). Tämä on muutos sen aiemmasta standardiarvosta (muokattu vuonna 1982) 0 °C ja 101,325 kPa (1 atm).

Päätelmät STP:stä tai vakiolämpötilasta ja paineesta

• STP on lyhenne sanoista vakiolämpötila ja paine. Eri ryhmät tai komiteat, jotka kehittävät näitä standardeja, määrittelevät kuitenkin ”standardin” eri tavalla.
• STP-arvot ilmoitetaan useimmiten kaasuille, koska niiden ominaisuudet muuttuvat dramaattisesti lämpötilan ja paineen mukaan.
• STP:n yleinen määritelmä on lämpötila 273 K (0° Celsius tai 32° Fahrenheit) ja vakiopaine 1 atm. Näissä olosuhteissa yksi mooli kaasua vie 22,4 litraa.
• Koska standardi vaihtelee toimialoittain, on hyvä käytäntö ilmoittaa lämpötila- ja paineolosuhteet mittauksille, ei vain ”STP”.

STP:n vakiolämpötilan ja -paineen käyttötarkoitukset

Normaalit vertailuolosuhteet ovat tärkeitä nesteen virtausnopeuden ja nesteiden ja kaasujen tilavuuksien ilmaisussa, jotka riippuvat suuresti lämpötilasta ja paineesta. STP:tä käytetään yleisesti, kun laskelmiin sovelletaan vakiotilaolosuhteita. Vakiotilaolosuhteet, mukaan lukien vakiolämpötila ja paine, voidaan tunnistaa laskelmissa yläindeksiympyrästä. Esimerkiksi ΔS° viittaa entropian muutokseen STP-olosuhteissa.

Muut STP-muodot

Koska laboratorio-olosuhteet ovat harvoin STP:tä, yleinen standardi on ” Standard Ambient Temperature and Pressure ” (SATP ), joka on lämpötila 298,15 K (25 °C ;

International Standard Atmosphere , joka tunnetaan paremmin lyhenteellä ISA, sekä US Standard Atmosphere ovat standardeja, joita käytetään virtausdynamiikan ja ilmailun aloilla määrittämään lämpötilan, paineen, tiheyden ja äänen nopeuden eri korkeuksilla. keskileveysasteilla. Nämä kaksi standardisarjaa ovat samat korkeudessa jopa 65 000 jalkaa (19 812 m) merenpinnan yläpuolella.

National Institute of Standards and Technology (NIST) käyttää STP:n lämpötilaa 20 °C (293,15 K; 68 °F) ja absoluuttista painetta 101,325 kPa (14 696 psi, 1 atm). Venäjän valtion standardi GOST 2939-63 käyttää vakio-olosuhteita 20°C (293,15 K), 760 mmHg (101325 N/m2) ja nollakosteus. Maakaasun kansainväliset standardimetriolosuhteet ovat 288,15 K (15,00 °C; 59,00 °F) ja 101,325 kPa. Myös Kansainvälinen standardointijärjestö ISO ja Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto (US EPA) asettavat omat standardinsa.

STP-termin oikea käyttö

Vaikka STP-ehdot on määritelty, voidaan nähdä, että tiukka määritelmä riippuu standardin tai normin laatineesta komiteasta; siksi sen sijaan, että lainaat standardiolosuhteissa tai STP:ssä tehtyä mittausta, on aina parempi ilmaista selkeästi vertailuolosuhteet tai -normit lämpötilalle ja paineelle. Tämä välttää sekaannukset. On myös tärkeää ilmoittaa lämpötila ja paine kaasun moolitilavuudelle sen sijaan, että mainittaisiin STP ehtona. Moolitilavuutta laskettaessa on huomioitava, käytettiinkö laskennassa ideaalikaasuvakiota R vai ominaiskaasuvakiota _Rs  . Nämä kaksi vakiota liittyvät toisiinsa missä R  _s  = R / m, missä m on kaasun molekyylimassa.

Vaikka STP:tä käytetään useimmiten kaasuihin, monet tutkijat yrittävät suorittaa STP-SATP-kokeita helpottaakseen niiden replikaatiota ilman muuttujia. Hyvä laboratoriokäytäntö on aina raportoida lämpötila ja paine tai ainakin kirjata ne, jos ne ovat tärkeitä ja tarpeellisia myöhemmin.

Lähteet

• Doiron, Ted (2007). ”20°C – Teollisuuden mittamittausten standardiviitelämpötilan lyhyt historia”.  National Institute of Standards and Technology. National Institute of Standards and Technology -tutkimuslehti.
• McNaught, A.D.; Wilkinson, A. (1997). Kemiallisen terminologian kokoelma . Kultakirja (2. painos). Blackwellin tiede. ISBN 0-86542-684-8.
• ISO 13443. (1996). Maakaasu: vakiovertailuehdot . Geneve, Sveitsi: Kansainvälinen standardointijärjestö. 
• West, Robert C. (toim.) (1975). Fysiikan ja kemian käsikirja  (56. painos). CRC Press. s. F201-F206. ISBN 0-87819-455-X.