STP i kemi står for Standard Temperature and Pressure og giver et standardiseret referencepunkt for måling og sammenligning af fysiske og kemiske egenskaber af forskellige stoffer, hvilket er nyttigt for videnskabsmænd, ingeniører og forskere inden for mange områder. STP i kemi er standard temperatur- og tryktilstand, der bruges i forskellige Termodynamisk betingelser.
I denne artikel vil vi læse om STP i kemi, STP af forskellige gasser, Ideal Gas Equation at STP og andre i detaljer.
Indholdsfortegnelse
- Hvad er STP (Standard temperatur og tryk)?
- Standard temperatur og tryk (STP) for gasser
- Volumen af gasser ved STP
- Ideel gasligning ved STP
- Eksempler på STP i beregninger
- Standard temperatur- og trykforhold (STP).
Hvad er STP (Standard temperatur og tryk)?
Standardtemperatur og -tryk (STP) er referencebetingelser, der bruges til at definere et stofs standardtilstand. Standardtemperaturen er defineret som 0°C (273,15 K), og standardtrykket er defineret som 100 kPa (1 atm). Disse forhold bruges som referencepunkter til at foretage konsistente og sammenlignelige målinger af stoffers fysiske og kemiske egenskaber.
For eksempel er tætheden af en gas almindeligvis rapporteret ved STP. Hvis en gas har en densitet på 1 g/L ved STP, betyder det, at gassen ved 0°C og 100 kPa har en masse på 1 gram pr. liter volumen. Dette gør det muligt for forskere og ingeniører at sammenligne tætheden af forskellige gasser og komme med forudsigelser om deres adfærd under forskellige forhold.
På samme måde er standard molvolumen af en gas også defineret ved STP, hvilket betyder volumenet optaget af et mol af en gas ved 0°C og 100 kPa. Disse oplysninger er nyttige til beregninger, der involverer gasser, og til at forudsige gassers opførsel under forskellige temperatur- og trykforhold.
STP er defineret af IUPAC som luft ved 0°C (273,15 K, 32°F) og 10 5 Pascal (1 bar)
Behov for standard temperatur og tryk (STP)
STP er et vigtigt begreb, der bruges i fysik, kemi og andre grene af videnskaber. Det bruges i forskellige termodynamiske beregninger. Forskellige fysiske egenskaber af stoffet ændres i henhold til ændringen i temperatur og tryk. Så det er nødvendigt at have en standard temperatur og tryk for at udføre forskellige eksperimenter og få de ensartede resultater.
Standard temperatur og tryk (STP) for gasser
STP-værdien for gasserne er mest relevant, da gassens fysiske tilstand ændrer sig væsentligt med ændringen i temperatur og tryk. Den almindelige definition af STP er en temperatur på 273 K (0° Celsius eller 32° Fahrenheit) og standardtrykket på 1 atm. Al termodynamisk beregning på en gas opnås kun på STP'en for at få et ensartet resultat overalt. STP-effekt af forskellige gasser er tilføjet i artiklen nedenfor,
Volumen af gasser ved STP
Enhver gas, uanset deres atommasse, optager 22,4 liters volumen. Denne værdi er konstant for alle gasserne ved STP, og denne lov kaldes Avogadros lov. Med andre ord kan vi sige, at det molære volumen af gas ved STP er 22,4 L. Volumenet af gas ved STP findes med relationen PV = nRT .
Ideel gasligning ved STP
Forholdet mellem volumentryk og temperatur af gaspartiklerne er givet ved hjælp af Ideal Gas Equation og Ideal Gas Equation ved Standard Temperature and Pressure (STP) er tilføjet nedenfor,
PV = nRT
hvor,
- P er gastrykket ved STP
- I er mængden af gas ved STP
- T er temperaturen af gas ved STP
- n er antallet af mol gas ved STP
- R er den universelle gaskonstant
Ved standard temperatur og tryk kan den ideelle gasligning udtrykkes som PV = nRT.
Denne ligning kan bruges til at forudsige opførsel af en gas ved forskellige temperaturer og tryk, så længe gassen antages at være ideel.
Egenskaber for vand ved STP (standard temperatur og tryk)
Den mest unikke egenskab ved vand ved STP er densiteten af rent vand (H2O) er 62,4 pund pr. kubikfod (lb/ft3).
Eksempler på STP i beregninger
Her diskuterede vi nogle eksempler på, hvordan STP bruges i beregninger,
Densitet af en gas
Densiteten af en gas ved STP beregnes ved hjælp af den ideelle gaslov (PV = nRT). Ved STP er trykket 1 atm, og temperaturen er 0 grader Celsius (273,15 Kelvin). Ved hjælp af disse værdier kan massefylden af en gas beregnes ved at dividere gassens molære masse med det molære volumen (V) ved STP.
Densitet = Molær Masse / Molar Volumen ved STP
Molarvolumen af en ideel gas
Det molære volumen af en ideel gas ved STP kan beregnes ved hjælp af idealgasloven (PV = nRT), hvor P er trykket, V er det molære volumen, n er antallet af mol, R er den ideelle gaskonstant og T er temperaturen.
V = nRT/P
Standard entalpiændring
Standardentalpiændringen (ΔH°) er den ændring i entalpien, der opstår, når et stof transformeres under standardbetingelser. For eksempel kan standardentalpien for forbrænding for et kulbrinte bestemmes ved at brænde en kendt mængde af stoffet ved STP og måle den frigivne varme.
ΔH° = q/n
hvor,
- q er varmen frigivet
- n er antallet af mol af stof
Standard temperatur- og trykforhold (STP).
Standard temperatur- og trykforhold, der bruges i alle termodynamiske beregninger, er,
- Standardtemperaturen er 273,15 K = 0°C = 32°F. Denne temperatur er den samme som vands frysepunkt.
- Standardtryk er 1 atm = 760 Torr = 760 mm Hg = 101,35 kPa. Dette er standardtryk ved havoverfladen.
- 1 mol af enhver gas indeholder 22,4 liter gas.
Forskellen mellem STP og NTP i kemi
Forskellen mellem STP og NTP kan forstås ved hjælp af tabellen nedenfor,
| Parametre | Standard temperatur og tryk (STP) | Normal temperatur og tryk (NTP) |
|---|---|---|
| Definition | STP er en defineret standard for temperatur og tryk, der anvendes i kemiske og fysiske eksperimenter. | NTP repræsenterer typiske atmosfæriske forhold fundet ved havoverfladen. |
| Temperatur | Temperaturen i STP-tilstanden er 0°C (273,15 K) | Temperaturen i NTP-tilstand er 20°C (293,15 K) |
| Tryk | Tryk i STP-tilstand er 100 kPa (1 atm) | Tryk i STP-tilstand er 101.325 kPa (1 atm) |
Læs mere,
- Charles Law
- Boyles lov
- Gay Lussacs lov
Løste eksempler på STP i kemi
Eksempel 1: Beregn antallet af mol af en gas til stede i en 2 L beholder ved et tryk på 1 atm og en temperatur på 20 grader Celsius.
Løsning:
Brug af ideel gaslov (PV = nRT)
givet,
- P = 1 atm = 101.325 Pa
- V = 2 L
- T = 20 grader Celsius = 293,15 Kelvin
- 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
Eksempel 2: Givet den varme, der frigives under forbrændingen af en kulbrinte som -4000 J, beregnes standardentalpiændringen ved forbrænding pr. mol kulbrinte.
Løsning:
Standard entalpiændring (ΔH°) = q/n
givet,
- q = -4000 J
- n = 1 mol
ΔH° = -4000 J/1 mol = -4000 J/mol
Så standardentalpiændringen ved forbrænding pr. mol kulbrinte er -4000 J/mol.
Eksempel 3: En gasprøve har et volumen på 2,5 L ved STP. Hvad er antallet af mol gas i prøven.
delvis afhængighed
Løsning:
Brug af idealgasligning PV = nRT
n = (PV) / (RT)
n = (100 kPa × 2,5 L) / (8,31 J/mol-K × 273,15 K)
n = 0,0292 mol
Eksempel 4: En gasprøve har et volumen på 10,0 L ved et tryk på 200 kPa og en temperatur på 300 K. Hvad er antallet af mol gas i prøven?
Løsning:
Brug af idealgasligning PV = nRT
n = (PV) / (RT)
n = (200 kPa × 10,0 L) / (8,31 J/molK × 300 K)
n = 0,69 mol
Ofte stillede spørgsmål om STP (standard temperatur og tryk)
1. Hvad er STP i kemi?
STP i kemi er den standard, temperatur og tryk, som al den termodynamiske beregning foretages ved. STP i kemi er 0°C (273,15 K) og 1 atm tryk.
2. Hvad er forskellen mellem STP og NTP?
STP er defineret som en standardtemperatur på 0°C (273,15 K) og et standardtryk på 100 kPa (1 atm). NTP er defineret som en normal temperatur på 20°C (293,15 K) og et normalt tryk på 101,325 kPa (1 atm).
3. Kan Ideal Gas Equation bruges under andre forhold end STP?
Ja, den ideelle gasligning kan bruges under andre forhold end STP, men resultaterne er muligvis ikke så nøjagtige, som de ville være ved STP.
4. Hvordan kan ideel gasligning bruges til at forudsige en gass opførsel?
Den ideelle gasligning kan bruges til at forudsige opførselen af en gas ved at overveje trykket, volumen, temperaturen, antallet af mol, og den ideelle gas er konstant.
5. Hvordan finder du standardtemperaturen og -trykket?
Standard temperatur og tryk beregnes ved hjælp af den ideelle gasligning som, PV = nRT
6. Er volumen for alle gasser den samme ved STP?
Ja, volumenet af alle gasserne er det samme ved STP, og dette kaldes Avogadros lov. Og det molære volumen af gas ved STP er 22,4 liter.
7. Hvad er STP lig med?
STP (Standard Temperature Pressure) er lig med 0 grader Celsius og 1 atm.
8. Er STP 25 eller 0?
STP er 0°C eller 273,15 Kelvin ikke 25°C.