Standaardtemperatuur en -druk

In die chemiese tegnologie stel die term, standaardtemperatuur en -druk (afkorting STD), of standaardkondisies, die verwysingstemperatuur van 0 °C (273.15 K) en die verwysingsdruk van 1 atmosfeer (gedefinieer as 101.325 kPa). Hierdie waardes benader die vriespunt van water en die atmosferiese druk by seevlak.

Let wel dat maatskappye wat natuurlike gas in Europa en Suid-Amerika verkoop, 'n verwysingstemperatuur van 59 °F (15 °C) gebruik i.p.v. 0 °C.

Dit is dus daarom baie belangrik om, wanneer met standard-/normaalkondisies gewerk word, presies uit te vind wat die verwysingsdruk en -temperatuur is.

Tipies word daar gewerk met die volgende^[1]:

Standaardkondisies (STP): 0 °C (273.15 K) en 101.325 kPa (1 atmosfeer)
Normaalkondisies (NTP): 20 °C (293.15 K) (ongeveer kamertemperatuur) en 101.325 kPa (1 atmosfeer)

Dit mag misleidend wees, want indien mens volumevloeitempo normaliseer dan word dit bereken by standaardkondisies, nie normaalkondisies nie.

Termodinamika

In die termodinamika word ook met standaarde van druk en konsentrasie gewerk, maar die temperatuur word nie gestandaardiseer nie. Dit kan ook baie misleidend wees. In die tegnologie word gestandaardiseer vir praktiese redes. In die termodinamika om wiskundige redes. Daar is wiskundige redes om druk en konsentrasie te standaardiseer. Byvoorbeeld vir 'n gas kan die afhanklikheid van die Gibbs vrye energie van die druk uitgedruk word as: BB^[2]

G_{gas}=G_{gas}^{o}+RTlnP

Hierin verwys $G_{gas}^{o}$ na die Gibbs vrye energie by 'n arbitrêr gekiesde standaarddruk $P^{o}$ , wat egter nie nul kan wees nie, omdat in die formulisme RTlnP die druk deur die standaarddruk gedeel word. Dit maak P dimensieloos, maar dit werk nie as $P^{o}=0$ is nie. Moontlike keuses is dus $P^{o}=1Atm$ , $P^{o}=1Pa$ , $P^{o}=1bar$ of $P^{o}=1psi$ en in die termodinamika is hulle almal aanvaardbaar, maar die keuse moet duidelik aangegee word.

In die ontwikkeling van die chemiese termodinamika word nêrens 'n dergelike wiskundige noodsaak vir standaardisasie van die temperatuur aangetref.

In die ouer literatuur word die o-superskrip van $P^{o}$ gewoonlik met 'n plimsoll O aangedui, wat beter weergee dat nul nie 'n moontlike keuse is nie.

Normaliseer volumevloeitempo

Die volumevloeitempo van 'n vloeier is 'n funksie van die digtheid van die vloeier: hoe laer die digtheid, hoe groter die volumevloeitempo. Gasse se digtheid word bepaal deur die druk en temperatuur van die gas en word soos volg uitgedruk (afgelei uit die ideale gaswet):

\rho ={\frac {PM}{RT}}

Daarom is volumevloeitempo nie 'n goeie aanduiding van die hoeveelheid gas nie en is dit beter om na die massa (m) van die gas of die hoeveelheid mol (n) gas te verwys. 'n Alternatief is om die volumevloeitempo (V) te bereken by standaardkondisies (STD). Ons sê dat ons die vloeitempo normaliseer of dat ons die vloeitempo kompenseer vir druk en temperatuur. Dit word gedoen deur die ideale gaswet te gebruik.

Die hoeveelheid mol (n) gas bly dieselfde, ongeag die druk (P) en temperatuur (T) van die gas. Dus:

n_{n}=n

waar voetskrif "n" verwys na die genormaliseerde of gekompenseerde waarde.

Indien die ideale gaswet geïnkorporeer word, word die volgende verkry:

{\frac {P_{n}V_{n}}{RT_{n}}}={\frac {PV}{RT}}

As $R$ uitkanselleer, word die volgende formule verkry:

V_{n}=V\cdot {\frac {P}{P_{n}}}\cdot {\frac {T_{n}}{T}}

waar $P_{n}$ = 101.325 kPa en $T_{n}$ = 273.15 K

Die eenhede van die genormaliseerde/gekompenseerde volumevloeitempo word geskryf as Nm³/h of m³_n/h en word uitgespreek as "normaal kubieke meter per uur".

Soos reeds gesê is hierdie baie misleidend: Ons sê dat ons die vloeitempo normaliseer, maar ons gebruik standaardkondisies, nie normaalkondisies nie.

By standaardtemperatuur en -druk (STP) is 1 kmol gas gelyk aan 22.413 m³:

$PV=nRT$