STP en Química significa Temperatura y Presión Estándar y proporciona un punto de referencia estandarizado para la medición y comparación de propiedades físicas y químicas de diversas sustancias, lo cual es útil para científicos, ingenieros e investigadores en muchos campos. STP en química es la condición estándar de temperatura y presión que se utiliza en varios termodinamica condiciones.
En este artículo, leeremos en detalle sobre STP en química, STP de varios gases, ecuación del gas ideal en STP y otros.
Tabla de contenidos
- ¿Qué es STP (temperatura y presión estándar)?
- Temperatura y presión estándar (STP) para gases
- Volumen de gases en STP
- Ecuación del gas ideal en STP
- Ejemplos de STP en cálculos
- Condiciones estándar de temperatura y presión (STP)
¿Qué es STP (temperatura y presión estándar)?
La temperatura y presión estándar (STP) son condiciones de referencia que se utilizan para definir el estado estándar de una sustancia. La temperatura estándar se define como 0°C (273,15 K) y la presión estándar se define como 100 kPa (1 atm). Estas condiciones se utilizan como puntos de referencia para realizar mediciones consistentes y comparables de las propiedades físicas y químicas de las sustancias.
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Por ejemplo, la densidad de un gas comúnmente se informa en STP. Si un gas tiene una densidad de 1 g/L a temperatura ambiente, esto significa que a 0°C y 100 kPa, el gas tiene una masa de 1 gramo por litro de volumen. Esto permite a los científicos e ingenieros comparar las densidades de diferentes gases y hacer predicciones sobre su comportamiento en diferentes condiciones.
De manera similar, el volumen molar estándar de un gas también se define en STP, lo que significa el volumen ocupado por un mol de un gas a 0°C y 100 kPa. Esta información es útil para cálculos que involucran gases y para predecir el comportamiento de los gases en diferentes condiciones de temperatura y presión.
La IUPAC define STP como aire a 0 °C (273,15 K, 32 °F) y 10 5 Pascal (1 barra)
Necesidad de temperatura y presión estándar (STP)
STP es un concepto importante utilizado en Física, Química y otras ramas de las ciencias. Se utiliza en varios cálculos termodinámicos. Varias propiedades físicas de la materia cambian según el cambio de temperatura y presión. Por lo tanto, es necesario tener una temperatura y presión estándar para realizar varios experimentos y obtener resultados uniformes.
Temperatura y presión estándar (STP) para gases
El valor STP para los gases es más relevante ya que el estado físico del gas cambia significativamente con el cambio de temperatura y presión. La definición común de STP es una temperatura de 273 K (0° Celsius o 32° Fahrenheit) y la presión estándar de 1 atm. Todos los cálculos termodinámicos de un gas se realizan únicamente en la STP, para obtener resultados uniformes en todas partes. El efecto STP de varios gases se agrega en el artículo siguiente,
Volumen de gases en STP
Cualquier gas, independientemente de su masa atómica, ocupa 22,4 litros de volumen. Este valor es constante para todos los gases a temperatura ambiente y esta ley se llama Ley de Avogadro. En otras palabras podemos decir que el volumen molar de gas a STP es 22,4 L. El volumen de gas a STP se encuentra con la relación PV = nRT .
Ecuación del gas ideal en STP
La relación entre la presión del volumen y la temperatura de las partículas de gas se proporciona utilizando la ecuación del gas ideal y la ecuación del gas ideal a temperatura y presión estándar (STP) que se agrega a continuación.
PV = nRT
dónde,
- PAG es la presión del gas en STP
- EN es el volumen de gas a STP
- t es la temperatura del gas a STP
- norte es el número de moles de gas a STP
- R es la constante universal de los gases
A temperatura y presión estándar, la ecuación del gas ideal se puede expresar como PV = nRT.
Esta ecuación se puede utilizar para predecir el comportamiento de un gas a diferentes temperaturas y presiones, siempre que se suponga que el gas es ideal.
Propiedades del agua a STP (temperatura y presión estándar)
La propiedad más singular del agua en STP es la densidad del agua pura (H2O) es 62,4 libras por pie cúbico (lb/ft3).
Ejemplos de STP en cálculos
Aquí analizamos algunos ejemplos de cómo se utiliza STP en los cálculos,
Densidad de un gas
La densidad de un gas a STP se calcula utilizando la ley de los gases ideales (PV = nRT). En STP, la presión es de 1 atm y la temperatura es de 0 grados Celsius (273,15 Kelvin). Usando estos valores, la densidad de un gas se puede calcular dividiendo la masa molar del gas por el volumen molar (V) a STP.
Densidad = Masa molar / Volumen molar a STP
Volumen molar de un gas ideal
El volumen molar de un gas ideal a STP se puede calcular utilizando la ley de los gases ideales (PV = nRT) donde P es la presión, V es el volumen molar, n es el número de moles, R es la constante del gas ideal y T es la temperatura.
V = nRT/P
Cambio de entalpía estándar
El cambio de entalpía estándar (ΔH°) es el cambio de entalpía que se produce cuando una sustancia se transforma en condiciones estándar. Por ejemplo, la entalpía estándar de combustión de un hidrocarburo se puede determinar quemando una cantidad conocida de la sustancia a temperatura STP y midiendo el calor liberado.
ΔH° = q / n
dónde,
- q es el calor liberado
- norte es el número de moles de sustancia
Condiciones estándar de temperatura y presión (STP)
Las condiciones estándar de temperatura y presión que se utilizan en todos los cálculos de termodinámica son,
- La temperatura estándar es 273,15 K = 0°C = 32°F. Esta temperatura es la misma que el punto de congelación del agua.
- La presión estándar es 1 atm = 760 Torr = 760 mm Hg = 101,35 kPa. Esta es la presión estándar al nivel del mar.
- 1 mol de cualquier gas contiene 22,4 litros de gas.
Diferencia entre STP y NTP en Química
La diferencia entre STP y NTP se puede entender con la ayuda de la tabla que figura a continuación.
| Parámetros | Temperatura y presión estándar (STP) | Temperatura y presión normales (NTP) |
|---|---|---|
| Definición | STP es un estándar definido para temperatura y presión utilizado en experimentos químicos y físicos. | NTP representa las condiciones atmosféricas típicas que se encuentran al nivel del mar. |
| Temperatura | La temperatura en la condición STP es 0°C (273,15 K) | La temperatura en la condición NTP es de 20°C (293,15 K) |
| Presión | La presión en la condición STP es de 100 kPa (1 atm) | La presión en la condición STP es 101,325 kPa (1 atm) |
Leer más,
- Carlos Ley
- Ley de Boyle
- Ley de Gay Lussac
Ejemplos resueltos sobre STP en química
Ejemplo 1: Calcule el número de moles de un gas presente en un recipiente de 2 litros a una presión de 1 atm y una temperatura de 20 grados Celsius.
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Solución:
Usando la ley de los gases ideales (PV = nRT)
Dado,
- P = 1 atm = 101.325 Pa
- V = 2 litros
- T = 20 grados Celsius = 293,15 Kelvin
- R = 8,314 J/mol.K
n = VP/RT
n = (101.325 Pa × 2 L) / (8,314 J/mol-K × 293,15 K)
n = 0.68 mol
Ejemplo 2: Dado que el calor liberado durante la combustión de un hidrocarburo es de -4000 J, calcule el cambio de entalpía estándar de combustión por mol de hidrocarburo.
Solución:
Cambio de entalpía estándar (ΔH°) = q / n
Dado,
- q = -4000J
- norte = 1 mol
ΔH° = -4000 J / 1 mol = -4000 J/mol
Entonces, el cambio de entalpía estándar de combustión por mol de hidrocarburo es -4000 J/mol.
Ejemplo 3: Una muestra de gas tiene un volumen de 2,5 L a temperatura ambiente. ¿Cuál es el número de moles de gas presentes en la muestra?
Solución:
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Usando la ecuación del gas ideal PV = nRT
n = (PV) / (RT)
n = (100 kPa × 2,5 L) / (8,31 J/mol-K × 273,15 K)
n = 0.0292 moles
Ejemplo 4: Una muestra de gas tiene un volumen de 10,0 L a una presión de 200 kPa y una temperatura de 300 K. ¿Cuál es la cantidad de moles de gas presentes en la muestra?
Solución:
Usando la ecuación del gas ideal PV = nRT
n = (PV) / (RT)
palabra clave volátil de Javanorte = (200 kPa × 10,0 L) / (8,31 J/molK × 300 K)
n = 0.69 moles
Preguntas frecuentes sobre STP (temperatura y presión estándar)
1. ¿Qué es STP en Química?
STP en química es el estándar, la temperatura y la presión a la que se realizan todos los cálculos termodinámicos. El STP en química es 0°C (273,15 K) y 1 atm de presión.
2. ¿Cuál es la diferencia entre STP y NTP?
STP se define como una temperatura estándar de 0°C (273,15 K) y una presión estándar de 100 kPa (1 atm). NTP se define como una temperatura normal de 20°C (293,15 K) y una presión normal de 101,325 kPa (1 atm).
3. ¿Se puede utilizar la ecuación del gas ideal en condiciones distintas a STP?
Sí, la ecuación del gas ideal se puede utilizar en condiciones distintas a STP, pero es posible que los resultados no sean tan precisos como lo serían en STP.
4. ¿Cómo se puede utilizar la ecuación del gas ideal para predecir el comportamiento de un gas?
La ecuación del gas ideal se puede utilizar para predecir el comportamiento de un gas considerando que la presión, el volumen, la temperatura, el número de moles y el gas ideal son constantes.
5. ¿Cómo se encuentran la temperatura y la presión estándar?
La temperatura y presión estándar se calculan utilizando la ecuación del gas ideal como, PV = nRT
6. ¿Es el volumen de todos los gases el mismo en STP?
Sí, el volumen de todos los gases es el mismo en STP y esto se llama Ley de Avogadro. Y el volumen molar de gas en STP es 22,4 litros.
7. ¿A qué equivale STP?
STP (Presión de temperatura estándar) es igual a 0 grados Celsius y 1 atm.
8. ¿STP es 25 o 0?
STP es 0 °C o 273,15 Kelvin, no 25 °C.