Comprensión de la temperatura y la presión estándar (STP)

STP en química es la abreviatura de temperatura y presión estándar. STP se usa más comúnmente al realizar cálculos en gases, como la densidad del gas. La temperatura estándar es 273 K (0 ° Celsius o 32 ° Fahrenheit) y la presión estándar es 1 atm de presión. Este es el punto de congelación del agua pura a la presión atmosférica al nivel del mar. En STP, un mol de gas ocupa 22,4 L de volumen ( volumen molar ).

Definición de STP en química

Tenga en cuenta que la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) aplica un estándar más estricto de STP como una temperatura de 273,15 K (0 ° C, 32 ° F) y una presión absoluta de exactamente 100.000 Pa (1 bar, 14,5 psi, 0,98692 Cajero automático). Este es un cambio de su estándar anterior (modificado en 1982) de 0 ° C y 101,325 kPa (1 atm).

Conclusiones clave: STP o temperatura y presión estándar

  • STP es la abreviatura de temperatura y presión estándar. Sin embargo, el «estándar» se define de manera diferente por varios grupos.
  • Los valores de STP se citan con mayor frecuencia para los gases porque sus características cambian drásticamente con la temperatura y la presión.
  • Una definición común de STP es una temperatura de 273 K (0 ° Celsius o 32 ° Fahrenheit) y la presión estándar de 1 atm. En estas condiciones, un mol de gas ocupa 22,4 L.
  • Debido a que el estándar varía según la industria, es una buena práctica indicar las condiciones de temperatura y presión para las mediciones y no solo decir «STP».

Usos de STP

Las condiciones de referencia estándar son importantes para las expresiones del caudal de fluido y los volúmenes de líquidos y gases, que dependen en gran medida de la temperatura y la presión. STP se usa comúnmente cuando se aplican condiciones de estado estándar a los cálculos. Las condiciones de estado estándar, que incluyen temperatura y presión estándar, pueden reconocerse en los cálculos mediante el círculo superíndice. Por ejemplo, ΔS ° se refiere al cambio de entropía en STP.

Otras formas de STP

Debido a que las condiciones de laboratorio rara vez involucran STP, un estándar común es la temperatura y presión ambiente estándar o SATP, que es una temperatura de 298.15 K (25 ° C, 77 ° F) y una presión absoluta de exactamente 1 atm (101,325 Pa, 1.01325 bar).

La atmósfera estándar internacional o ISA y la atmósfera estándar de EE. UU. Son estándares utilizados en los campos de la dinámica de fluidos y la aeronáutica para especificar la temperatura, la presión, la densidad y la velocidad del sonido para un rango de altitudes en las latitudes medias. 

Los dos conjuntos de estándares son los mismos en altitudes de hasta 65,000 pies sobre el nivel del mar. De lo contrario, difieren ligeramente en los rangos de temperatura utilizados a diferentes altitudes. Estos estándares son tablas, ya que no existe un valor «estándar» único.

El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) utiliza una temperatura de 20 ° C (293,15 K, 68 ° F) y una presión absoluta de 101,325 kPa (14,696 psi, 1 atm) para STP. La norma estatal rusa GOST 2939-63 utiliza las condiciones estándar de 20 ° C (293,15 K), 760 mmHg (101325 N / m2) y humedad cero. 

Las condiciones métricas estándar internacionales para el gas natural son 288,15 K (15,00 ° C; 59,00 ° F) y 101,325 kPa. La Organización Internacional de Normalización (ISO) y la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA) también establecen sus propios estándares.

Uso correcto del término STP

A pesar de que STP está definido, puede ver que la definición precisa depende del comité que estableció el estándar. Por lo tanto, en lugar de citar una medición realizada en condiciones estándar o STP, siempre es mejor indicar explícitamente las condiciones de referencia de temperatura y presión. Esto evita confusiones. 

Además, es importante indicar la temperatura y la presión para el volumen molar de un gas, en lugar de citar STP como condiciones. Cuando se calcula el volumen molar, se debe indicar si el cálculo utilizó la constante de gas ideal R o la constante de gas específica R s . Las dos constantes están relacionadas donde R s = R / m, donde m es la masa molecular de un gas.

Aunque STP se aplica con mayor frecuencia a los gases, muchos científicos intentan realizar experimentos en STP a SATP para facilitar su replicación sin introducir variables. Es una buena práctica de laboratorio indicar siempre la temperatura y la presión o al menos registrarlas en caso de que resulten importantes.

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