في الكيمياءSTP هو اختصار لدرجات الحرارة والضغط القياسية.
وفقًا للاتحاد الدولي للكيمياء
البحتة والتطبيقية (IUPAC) ، فإن القيم المعتمدة حاليًا لدرجة الحرارة والضغط القياسيين هي
273.15 كلفن (0 درجة مئوية) و 100 كيلو باسكال بالضبط (0.986923 ضغط جوي) (كيلو باسكال
= كيلوباسكال(.
الغرض من الـ STP هو تزويد الكيميائيين
بقيم أساسية مشتركة يمكن من خلالها تفسير البيانات ومقارنتها.
لم يتم قبول تعريفات IUPAC لـ STP عالميًا. لا تزال معظم
كتب الكيمياء ، على سبيل المثال ، تستخدم قيمة ضغط قياسية تبلغ 1 atm. تستخدم الصناعات المختلفة
معايير مختلفة ، اعتمادًا على اهتماماتهم بالضبط. على سبيل المثال ، يعرّف المعهد الوطني
للمعايير والتكنولوجيا (NIST) الـ STP بأنه 293.15 كلفن (20 درجة مئوية) و 1 ضغط جوي (101.325 كيلو
باسكال) ، ويحدد المعيار الدولي للشروط المترية (ISMC) STP بأنه
288.15 كلفن ( 15 درجة مئوية) و 101.325 كيلوباسكال. على الرغم من أن القيم الدقيقة
لـ STP قد تتغير من سياق إلى آخر ، فإن الفكرة الأساسية هي نفسها
؛ توفر قيم STP مجموعة متفق عليها بشكل عام من الظروف التجريبية لمراقبة
ووصف سلوك المواد.
STP
أو درجة الحرارة والضغط القياسية :
1. لتحديد مقاييس كمية معينة.
2. السماح بتجارب متسقة وقابلة للتكرار.
تخيل أن شخصًا ما أخبرك أن الحجم المولي للميثان هو 22.4 لترًا (L). الحجم المولي للمادة هو مجرد مقياس لمقدار المساحة التي يشغلها مول واحد من تلك المادة. هذه القيمة بحد ذاتها ليست مفيدة للغاية. من المعروف أن حجم الغاز يختلف اختلافًا كبيرًا فيما يتعلق بالضغط ودرجة الحرارة ، لذلك يمكن أن يكون للغاز أحجام مولارية متعددة ، اعتمادًا على درجة الحرارة والضغط بالضبط. يحتاج الشخص إلى تحديد درجة الحرارة والضغط لجعل قياس الحجم المولي 22.4 لترًا أكثر دقة. يتفق العلماء على درجة حرارة وضغط محددين مسبقًا لمعرفة الخصائص الكمية للغازات. وكما نعرف تمامًا ، يبلغ حجم مول واحد من أي غاز عند STP (273.15 كلفن ، 100 كيلو باسكال) 22.4 لترًا. القياسات الكمية للغاز ، مثل الحجم والتدفق الحجمي وقابلية الانضغاط ، يجب تحديد كل ذلك فيما يتعلق بالضغط المحدد ودرجة الحرارة.
استخدامات STP
يمكن استخدام قيم STP المقبولة للتنبؤ بسلوك
الغازات في الظروف العادية. باستخدام معادلة قانون الغاز المثالي PV = nRT يمكننا حساب الخصائص
التي يجب أن يمتلكها غاز معين تحت ضغوط ودرجات حرارة مختلفة. في هذا المثال ، سوف نستخدم
قيمة ضغط قياسية تبلغ 1 ضغط جوي من أجل التبسيط ، وبما أن القيمة الأكثر شيوعًا لثابت R (0.08206) يتم التعبير
عنها من حيث ضغط ضغط الهواء.
س: ما هو حجم عينة من 1.4 مول من
غاز الهيدروجين (H2) في STP؟
تذكر أن شروط STP محددة على أنها
273.15 كلفن و 1 ضغط جوي. قيمة R هي 0.08206. في معادلة قانون الغاز المثالي ، يتم التعبير
عن P بشكل عام من خلال توصيل هذه القيم في معادلة قانون الغاز
المثالي التي تعطينا:
( 1 ضغط جوي) (V) = (1.4 مول)
(0.08206) (273.15 كيلو) = 31.4 لتر.
1.4 مول من غاز الهيدروجين تشغل
31.4 لترًا من المساحة. لاحظ كيف أن حساب الإجابة لم يعتمد على أي خواص معينة لغاز
الهيدروجين ، فقط على كميته.
أشكال أخرى من STP
الاستخدام الصحيح للمصطلح STP
س: إذا كان حجم الغاز 0.13 لتر عند ضغط 5 atm و 300 كلفن ، فماهو الحجم في ظروف STP؟
الحل:
لمعرفة الجواب ، يمكننا استخدام
قانون مشتق من قانون الغاز المثالي الذي ينص على أن نسبة ناتج الضغط والحجم إلى درجة
الحرارة تظل ثابتة بالنسبة لكمية ثابتة من الغاز. رياضيا ، هو:
P1V1 / T1 = P2V2 / T2
باستخدام هذه المعادلة ، يمكننا
إيجاد الحجم الجديد. توصيل القيم التي نحصل عليها:
(0.15L)(5atm)/300K = V2(1atm)/273.15K)
Solving for V2 gives us:
(0.15L⋅5atm/300K)⋅273.15 = V2 = 0.68 L
وبالتالي ، سيكون حجم الغاز
0.68 لترًا في ظروف STP.
المصادر:
- Doiron, Ted (2007). "20 °C – A Short History of the Standard Reference Temperature for Industrial Dimensional Measurements". National Institute of Standards and Technology. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology.
- McNaught, A. D.;
Wilkinson, A. (1997). Compendium of Chemical
Terminology, The Gold Book (2nd ed.). Blackwell
Science. ISBN 0-86542-684-8.
- Natural gas – Standard
reference conditions (ISO 13443). Geneva,
Switzerland: International Organization for Standardization. 1996.
- Weast, Robert C. (Editor)
(1975). Handbook of Physics and Chemistry (56th ed.). CRC Press. pp. F201–F206. ISBN
0-87819-455-X.
Comments
Post a Comment