STP in Chimica sta per Temperatura e Pressione Standard e fornisce un punto di riferimento standardizzato per la misurazione e il confronto delle proprietà fisiche e chimiche di varie sostanze, utile per scienziati, ingegneri e ricercatori in molti campi. STP in Chimica è la condizione standard di temperatura e pressione utilizzata in vari ambiti Termodinamico condizioni.
In questo articolo leggeremo in dettaglio l'STP in chimica, l'STP di vari gas, l'equazione dei gas ideali nell'STP e altri.
Tabella dei contenuti
- Cos'è l'STP (temperatura e pressione standard)?
- Temperatura e pressione standard (STP) per i gas
- Volume dei gas all'STP
- Equazione dei gas ideali a STP
- Esempi di STP nei calcoli
- Condizioni standard di temperatura e pressione (STP).
Cos'è l'STP (temperatura e pressione standard)?
La temperatura e la pressione standard (STP) sono condizioni di riferimento utilizzate per definire lo stato standard di una sostanza. La temperatura standard è definita come 0°C (273,15 K) e la pressione standard è definita come 100 kPa (1 atm). Queste condizioni vengono utilizzate come punti di riferimento per effettuare misurazioni coerenti e comparabili delle proprietà fisiche e chimiche delle sostanze.
Ad esempio, la densità di un gas viene comunemente riportata in STP. Se un gas ha una densità di 1 g/L a STP, ciò significa che a 0°C e 100 kPa il gas ha una massa di 1 grammo per litro di volume. Ciò consente a scienziati e ingegneri di confrontare le densità di diversi gas e fare previsioni sul loro comportamento in condizioni diverse.
Allo stesso modo, anche il volume molare standard di un gas è definito in STP, ovvero il volume occupato da una mole di gas a 0°C e 100 kPa. Queste informazioni sono utili per i calcoli che coinvolgono i gas e per prevedere il comportamento dei gas in diverse condizioni di temperatura e pressione.
L'STP è definito dalla IUPAC come aria a 0°C (273,15 K, 32°F) e 10 5 Pascal (1 barra)
Necessità di temperatura e pressione standard (STP)
STP è un concetto importante utilizzato in fisica, chimica e altri rami delle scienze. Viene utilizzato in vari calcoli termodinamici. Varie proprietà fisiche della materia cambiano in base al cambiamento di temperatura e pressione. Quindi avere una temperatura e una pressione standard è necessario per eseguire vari esperimenti e ottenere risultati uniformi.
Temperatura e pressione standard (STP) per i gas
Il valore STP per i gas è molto rilevante poiché lo stato fisico del gas cambia in modo significativo con il cambiamento di temperatura e pressione. La definizione comune di STP è una temperatura di 273 K (0° Celsius o 32° Fahrenheit) e la pressione standard di 1 atm. Tutti i calcoli termodinamici su un gas vengono eseguiti solo sull'STP, per ottenere risultati uniformi ovunque. L'effetto STP di vari gas è aggiunto nell'articolo seguente,
Volume dei gas all'STP
Qualsiasi gas, indipendentemente dalla sua massa atomica, occupa 22,4 litri di volume. Questo valore è costante per tutti i gas all'STP e questa legge è chiamata Legge di Avogadro. In altre parole possiamo dire che il volume molare del gas all'STP è 22,4 L. Il volume del gas all'STP si trova con la relazione PV = nRT .
Equazione dei gas ideali a STP
La relazione tra pressione volumetrica e temperatura delle particelle di gas viene fornita utilizzando l'equazione del gas ideale e l'equazione del gas ideale a temperatura e pressione standard (STP) viene aggiunta di seguito,
PV = nRT
Dove,
- P è la pressione del gas all'STP
- IN è il volume di gas all'STP
- T è la temperatura del gas all'STP
- N è il numero di moli di gas nell'STP
- R è la costante universale dei gas
A temperatura e pressione standard, l'equazione dei gas ideali può essere espressa come: PV = nRT.
Questa equazione può essere utilizzata per prevedere il comportamento di un gas a diverse temperature e pressioni, purché si presuppone che il gas sia ideale.
Proprietà dell'acqua a STP (temperatura e pressione standard)
La proprietà più singolare dell'acqua nell'STP è la densità dell'acqua pura (H2O) è 62,4 libbre per piede cubo (lb/ft3).
Esempi di STP nei calcoli
Qui abbiamo discusso alcuni esempi di come viene utilizzato STP nei calcoli,
Densità di un gas
La densità di un gas all'STP viene calcolata utilizzando la legge dei gas ideali (PV = nRT). All'STP la pressione è di 1 atm e la temperatura è di 0 gradi Celsius (273,15 Kelvin). Utilizzando questi valori, la densità di un gas può essere calcolata dividendo la massa molare del gas per il volume molare (V) in STP.
Densità = Massa Molare / Volume Molare all'STP
Volume molare di un gas ideale
Il volume molare di un gas ideale a STP può essere calcolato utilizzando la legge dei gas ideali (PV = nRT) dove P è la pressione, V è il volume molare, n è il numero di moli, R è la costante dei gas ideali e T è la temperatura.
V = nRT/P
Variazione di entalpia standard
La variazione di entalpia standard (ΔH°) è la variazione di entalpia che si verifica quando una sostanza viene trasformata in condizioni standard. Ad esempio, l'entalpia standard di combustione di un idrocarburo può essere determinata bruciando una quantità nota della sostanza a STP e misurando il calore rilasciato.
ΔH° = q/n
Dove,
- Q è il calore rilasciato
- N è il numero di moli di sostanza
Condizioni standard di temperatura e pressione (STP).
Le condizioni standard di temperatura e pressione utilizzate in tutti i calcoli termodinamici sono:
- La temperatura standard è 273,15 K = 0°C = 32°F. Questa temperatura è la stessa del punto di congelamento dell'acqua.
- La pressione standard è 1 atm = 760 Torr = 760 mm Hg = 101,35 kPa. Questa è la pressione standard al livello del mare.
- 1 mol di qualsiasi gas contiene 22,4 litri di gas.
Differenza tra STP e NTP in Chimica
La differenza tra STP e NTP può essere compresa con l'aiuto della tabella riportata di seguito,
| Parametri | Temperatura e pressione standard (STP) | Temperatura e pressione normali (NTP) |
|---|---|---|
| Definizione | STP è uno standard definito per la temperatura e la pressione utilizzato negli esperimenti chimici e fisici. | NTP rappresenta le condizioni atmosferiche tipiche trovate al livello del mare. |
| Temperatura | La temperatura nella condizione STP è 0°C (273,15 K) | La temperatura nella condizione NTP è 20°C (293,15 K) |
| Pressione | La pressione nella condizione STP è 100 kPa (1 atm) | La pressione nella condizione STP è 101.325 kPa (1 atm) |
Per saperne di più,
- Carlo Legge
- Legge di Boyle
- Legge di Gay Lussac
Esempi risolti su STP in Chimica
Esempio 1: Calcolare il numero di moli di un gas presente in un contenitore da 2 L alla pressione di 1 atm e alla temperatura di 20 gradi Celsius.
Soluzione:
Utilizzando la legge dei gas ideali (PV = nRT)
Dato,
byte Python in stringa
- P = 1 atm = 101.325 Pa
- V = 2 litri
- T = 20 gradi 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 moli
Esempio 2: dato il calore rilasciato durante la combustione di un idrocarburo pari a -4000 J, calcolare la variazione di entalpia standard della combustione per mole di idrocarburo.
Soluzione:
Variazione di entalpia standard (ΔH°) = q / n
Dato,
- q = -4000J
- n = 1 mole
ΔH° = -4000 J / 1 mole = -4000 J/mol
Quindi la variazione di entalpia standard di combustione per mole di idrocarburo è -4000 J/mol.
Esempio 3: Un campione di gas ha un volume di 2,5 L a STP. Qual è il numero di moli di gas presenti nel campione.
Soluzione:
Utilizzando l'equazione dei gas ideali PV = nRT
n = (PV) / (RT)
n = (100 kPa × 2,5 L) / (8,31 J/mol-K × 273,15 K)
n = 0,0292 moli
Esempio 4: Un campione di gas ha un volume di 10,0 L ad una pressione di 200 kPa e una temperatura di 300 K. Qual è il numero di moli di gas presenti nel campione?
Soluzione:
Utilizzando l'equazione dei gas ideali PV = nRT
n = (PV) / (RT)
n = (200 kPa × 10,0 L) / (8,31 J/molK × 300 K)
n = 0,69 moli
Domande frequenti su STP (temperatura e pressione standard)
1. Cos'è l'STP in Chimica?
STP in chimica è lo standard, la temperatura e la pressione a cui vengono effettuati tutti i calcoli termodinamici. L'STP in chimica è 0°C (273,15 K) e 1 atm di pressione.
2. Qual è la differenza tra STP e NTP?
L'STP è definito come una temperatura standard di 0°C (273,15 K) e una pressione standard di 100 kPa (1 atm). NTP è definita come una temperatura normale di 20°C (293,15 K) e una pressione normale di 101,325 kPa (1 atm).
3. È possibile utilizzare l'equazione dei gas ideali in condizioni diverse da STP?
Sì, l'equazione dei gas ideali può essere utilizzata in condizioni diverse da STP, ma i risultati potrebbero non essere così accurati come lo sarebbero in STP.
4. Come si può utilizzare l'equazione dei gas ideali per prevedere il comportamento di un gas?
L'equazione dei gas ideali può essere utilizzata per prevedere il comportamento di un gas considerando che la pressione, il volume, la temperatura, il numero di moli e il gas ideale sono costanti.
5. Come si trovano la temperatura e la pressione standard?
La temperatura e la pressione standard vengono calcolate utilizzando l'equazione del gas ideale come, PV = nRT
6. Il volume di tutti i gas è lo stesso all'STP?
Sì, il volume di tutti i gas è lo stesso nell’STP e questa è chiamata Legge di Avogadro. E il volume molare del gas all'STP è di 22,4 litri.
7. A cosa equivale STP?
STP (Standard Temperature Pressure) è pari a 0 gradi Celsius e 1 atm.
8. STP è 25 o 0?
STP è 0°C o 273,15 Kelvin, non 25°C.