STP v kemiji pomeni Standard Temperature and Pressure in zagotavlja standardizirano referenčno točko za merjenje in primerjavo fizikalnih in kemijskih lastnosti različnih snovi, kar je uporabno za znanstvenike, inženirje in raziskovalce na številnih področjih. STP v kemiji je standardni pogoj temperature in tlaka, ki se uporablja v različnih Termodinamični pogoji.

V tem članku bomo podrobno brali o STP v kemiji, STP različnih plinov, enačbi idealnega plina pri STP in drugih.

Kazalo

• Kaj je STP (standardna temperatura in tlak)?
• Standardna temperatura in tlak (STP) za pline
• Prostornina plinov pri STP
• Enačba idealnega plina pri STP
• Primeri STP v izračunih
• Standardni pogoji temperature in tlaka (STP).

Kaj je STP (standardna temperatura in tlak)?

Standardna temperatura in tlak (STP) sta referenčna pogoja, ki se uporabljata za določanje standardnega stanja snovi. Standardna temperatura je opredeljena kot 0 °C (273,15 K), standardni tlak pa je definiran kot 100 kPa (1 atm). Ti pogoji se uporabljajo kot referenčne točke za dosledne in primerljive meritve fizikalnih in kemijskih lastnosti snovi.

plasti modela osi

Na primer, gostota plina se običajno poroča pri STP. Če ima plin pri STP gostoto 1 g/L, to pomeni, da ima plin pri 0 °C in 100 kPa maso 1 gram na liter prostornine. To omogoča znanstvenikom in inženirjem, da primerjajo gostote različnih plinov in napovedujejo njihovo obnašanje v različnih pogojih.

Podobno je standardna molska prostornina plina definirana tudi pri STP, kar pomeni prostornino, ki jo zaseda en mol plina pri 0 °C in 100 kPa. Te informacije so uporabne za izračune, ki vključujejo pline, in za napovedovanje obnašanja plinov pri različnih pogojih temperature in tlaka.

STP definira IUPAC kot zrak pri 0 °C (273,15 K, 32 °F) in 10 ⁵ Pascal (1 bar)

Potreba po standardni temperaturi in tlaku (STP)

STP je pomemben koncept, ki se uporablja v fiziki, kemiji in drugih vejah znanosti. Uporablja se pri različnih termodinamičnih izračunih. Različne fizikalne lastnosti snovi se spreminjajo glede na spremembo temperature in tlaka. Za izvedbo različnih poskusov in pridobitev enotnih rezultatov sta torej potrebna standardna temperatura in tlak.

Standardna temperatura in tlak (STP) za pline

Vrednosti STP za pline so najpomembnejše, saj se agregatno stanje plinov bistveno spremeni s spremembo temperature in tlaka. Skupna definicija STP je temperatura 273 K (0° Celzija ali 32° Fahrenheita) in standardni tlak 1 atm. Vsi termodinamični izračuni za plin so doseženi samo na STP, da dobimo enoten rezultat po vsem. STP učinek različnih plinov je dodan v spodnjem članku,

Prostornina plinov pri STP

Vsak plin, ne glede na atomsko maso, zavzema 22,4 litra prostornine. Ta vrednost je konstantna za vse pline pri STP in ta zakon se imenuje Avogadrov zakon. Z drugimi besedami lahko rečemo, da je molska prostornina plina pri STP 22,4 l. Prostornina plina pri STP je določena z razmerjem PV = nRT .

Enačba idealnega plina pri STP

Razmerje med volumskim tlakom in temperaturo delcev plina je podano z enačbo idealnega plina, spodaj pa je dodana enačba idealnega plina pri standardni temperaturi in tlaku (STP),

PV = nRT

kje,

• p je tlak plina pri STP
• IN je prostornina plina pri STP
• T je temperatura plina pri STP
• n je število molov plina pri STP
• R je univerzalna plinska konstanta

Pri standardni temperaturi in tlaku lahko enačbo idealnega plina izrazimo kot PV = nRT.

To enačbo je mogoče uporabiti za napovedovanje obnašanja plina pri različnih temperaturah in tlakih, če se domneva, da je plin idealen.

Lastnosti vode pri STP (standardni temperaturi in tlaku)

Najbolj edinstvena lastnost vode pri STP je gostota čiste vode (H₂O) je 62,4 funtov na kubični čevelj (lb/ft³).

Primeri STP v izračunih

Tukaj smo obravnavali nekaj primerov uporabe STP v izračunih,

Gostota plina

Gostota plina pri STP se izračuna z uporabo zakona idealnega plina (PV = nRT). Pri STP je tlak 1 atm in temperatura 0 stopinj Celzija (273,15 Kelvina). Z uporabo teh vrednosti lahko gostoto plina izračunamo tako, da molsko maso plina delimo z molsko prostornino (V) pri STP.

Gostota = molska masa / molska prostornina pri STP

Molarna prostornina idealnega plina

Molarno prostornino idealnega plina pri STP je mogoče izračunati z uporabo zakona idealnega plina (PV = nRT), kjer je P tlak, V molska prostornina, n število molov, R konstanta idealnega plina in T temperatura.

V = nRT/P

Standardna sprememba entalpije

Standardna sprememba entalpije (ΔH°) je sprememba entalpije, do katere pride, ko se snov transformira pod standardnimi pogoji. Na primer, standardno entalpijo zgorevanja za ogljikovodik je mogoče določiti s sežiganjem znane količine snovi pri STP in merjenjem sproščene toplote.

ΔH° = q / n

kje,

• q je sproščena toplota
• n je število molov snovi

Standardni pogoji temperature in tlaka (STP).

Standardni pogoji temperature in tlaka, ki se uporabljajo v vseh termodinamičnih izračunih, so:

• Standardna temperatura je 273,15 K = 0 °C = 32 °F. Ta temperatura je enaka ledišču vode.
• Standardni tlak je 1 atm = 760 Torr = 760 mm Hg = 101,35 kPa. To je standardni tlak na morski gladini.
• 1 mol katerega koli plina vsebuje 22,4 litra plina.

Razlika med STP in NTP v kemiji

Razliko med STP in NTP je mogoče razumeti s pomočjo spodnje tabele,

Preberi več,

• Charles Law
• Boylov zakon
• Gay Lussacov zakon

Rešeni primeri na STP v kemiji

Primer 1: Izračunajte število molov plina v 2-litrski posodi pri tlaku 1 atm in temperaturi 20 stopinj Celzija.

končni stroj

rešitev:

Uporaba zakona o idealnem plinu (PV = nRT)

podano,

• P = 1 atm = 101,325 Pa
• V = 2 L
• T = 20 stopinj Celzija = 293,15 Kelvina
• R = 8,314 J/mol.K

n = PV / RT

n = (101.325 Pa × 2 L) / (8,314 J/mol-K × 293,15 K)

n = 0,68 mol

Primer 2: Glede na to, da je toplota, sproščena med zgorevanjem ogljikovodika -4000 J, izračunajte standardno spremembo entalpije zgorevanja na mol ogljikovodika.

rešitev:

Standardna sprememba entalpije (ΔH°) = q / n

podano,

• q = -4000 J
• n = 1 mol

ΔH° = -4000 J / 1 mol = -4000 J/mol

Torej je standardna sprememba entalpije zgorevanja na mol ogljikovodika -4000 J/mol.

Primer 3: Vzorec plina ima pri STP prostornino 2,5 L. Kakšno je število molov plina v vzorcu.

rešitev:

instanceof

Uporaba enačbe idealnega plina PV = nRT

n = (PV) / (RT)

n = (100 kPa × 2,5 L) / (8,31 J/mol-K × 273,15 K)

n = 0,0292 mola

Primer 4: Vzorec plina ima prostornino 10,0 L pri tlaku 200 kPa in temperaturi 300 K. Kakšno je število molov plina v vzorcu?

rešitev:

Uporaba enačbe idealnega plina PV = nRT

n = (PV) / (RT)

omrežni operacijski sistem

n = (200 kPa × 10,0 L) / (8,31 J/molK × 300 K)

n = 0,69 mola

Pogosta vprašanja o STP (standardni temperaturi in tlaku)

1. Kaj je STP v kemiji?

STP v kemiji je standard, temperatura in tlak, pri katerih se izvajajo vsi termodinamični izračuni. STP v kemiji je 0 °C (273,15 K) in 1 atm tlak.

2. Kakšna je razlika med STP in NTP?

STP je definiran kot standardna temperatura 0 °C (273,15 K) in standardni tlak 100 kPa (1 atm). NTP je definiran kot normalna temperatura 20 °C (293,15 K) in normalni tlak 101,325 kPa (1 atm).

3. Ali je mogoče enačbo idealnega plina uporabiti pri pogojih, ki niso STP?

Da, enačbo idealnega plina je mogoče uporabiti v pogojih, ki niso STP, vendar rezultati morda ne bodo tako natančni, kot bi bili pri STP.

4. Kako lahko uporabimo enačbo idealnega plina za napovedovanje obnašanja plina?

Enačbo idealnega plina lahko uporabimo za napovedovanje obnašanja plina ob upoštevanju tlaka, prostornine, temperature, števila molov in idealnega plina, ki so konstantni.

5. Kako najdete standardno temperaturo in tlak?

Standardna temperatura in tlak se izračunata z uporabo enačbe idealnega plina kot, PV = nRT

6. Ali je prostornina za vse pline enaka pri STP?

Da, prostornina vseh plinov je enaka pri STP in to se imenuje Avogadrov zakon. In molska prostornina plina pri STP je 22,4 litra.

7. Čemu je enako STP?

STP (Standardni temperaturni tlak) je enak 0 stopinj Celzija in 1 atm.

8. Ali je STP 25 ali 0?

STP je 0 °C ali 273,15 Kelvina in ne 25 °C.