Calculadora de condiciones STP
Esta calculadora STP convierte el volumen de un gas de cualquier presión y temperatura a temperatura y presión estándar (STP). Ingrese la presión, el volumen y la temperatura que midió, elija una definición de STP y la herramienta resolverá V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) con pasos completos. También devuelve los moles de gas en STP y le permite ejecutar el cálculo a la inversa, desde un volumen STP conocido hasta el volumen en otras condiciones. Acepta atm, kPa, mmHg, torr, bar y psi para presión, L, mL y m³ para volumen, y K, °C y °F para temperatura, y convierte la temperatura a Kelvin automáticamente.
Normalize Gas Volume to Standard Temperature & Pressure & Compute Moles
Step-by-Step Mathematical Derivation:
1. Formula: V_stp = (P × V × T_stp) / (P_stp × T)
• Operating: P = 1.5 atm, V = 10.0 L, T = 298.15 K
2. V_stp = 13.742 L
3. Moles: n = PV / RT = 0.6131 moles
Esta calculadora STP convierte el volumen de un gas de cualquier presión y temperatura a temperatura y presión estándar (STP). Ingrese la presión, el volumen y la temperatura que midió, elija una definición de STP y la herramienta resolverá V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) con pasos completos. También devuelve los moles de gas en STP y le permite ejecutar el cálculo a la inversa, desde un volumen STP conocido hasta el volumen en otras condiciones. Acepta atm, kPa, mmHg, torr, bar y psi para presión, L, mL y m³ para volumen, y K, °C y °F para temperatura, y convierte la temperatura a Kelvin automáticamente.
Referencia rápida
| Artículo | Valor |
|---|---|
| STP IUPAC (actual) | 273,15 K (0 °C) y 100 kPa (1 bar) |
| STP más antiguo (muchos libros de texto) | 273,15 K (0 °C) y 101,325 kPa (1 atm) |
| Fórmula | V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) |
| Basado en | Ley combinada de los gases, P1V1/T1 = P2V2/T2 |
| Volumen molar en IUPAC STP | 22.711 L/mol |
| Volumen molar en STP más antiguo | 22.414 L/mol |
| Escala de temperatura requerida | Kelvin (K = °C + 273,15) |
¿Qué son las condiciones STP?
STP significa temperatura y presión estándar. Es un estado de referencia fijo que permite a los científicos comparar volúmenes, densidades y cantidades de gas medidas en diferentes lugares en diferentes días. Un volumen de gas significa poco sin su temperatura y presión, porque la misma cantidad de gas ocupa volúmenes muy diferentes en un laboratorio frío y en una fábrica caliente. STP elimina esa ambigüedad.
La definición actual de la IUPAC de STP es una temperatura de 273,15 K (0 °C) y una presión absoluta de 100 kPa (1 bar). La IUPAC adoptó esto en 1982. Antes de eso, la IUPAC definió la presión estándar como 1 atm (101,325 kPa), y muchos libros de texto, exámenes y cursos de química todavía usan ese valor anterior. Ambas versiones utilizan 0 °C, por lo que la diferencia es sólo la presión.
Debido a que los gases siguen la ley combinada de los gases, convertir un volumen medido a STP es una aplicación directa de P1V1/T1 = P2V2/T2, donde el estado 2 es el estado estándar. La relación se deriva de la ley de los gases ideales y de la teoría cinética molecular, y se cumple para una cantidad fija de gas.
Por qué es importante el STP
Comparación de volúmenes de gas
Un volumen a STP refleja la cantidad de gas, no el clima en el laboratorio.
estequiometria
Los problemas de reacción a menudo dan o solicitan volúmenes de gas a STP, utilizando el volumen molar para vincular el volumen y los moles.
Comparaciones de densidad
Las densidades de los gases se tabulan en STP para que se puedan comparar diferentes gases de manera justa.
Informes de la industria
El flujo y el almacenamiento de gas a menudo se informan como volúmenes estándar para que las cantidades sean comparables.
Condiciones STP comparadas: STP, NTP, SATP y otras
Existen varios estados "estándar". Siempre verifique cuál requiere su libro de texto, instructor o estándar.
| Estándar | Temperatura | Presión | Volumen molar de un gas ideal |
|---|---|---|---|
| STP (IUPAC, desde 1982) | 273.15 K (0 °C) | 100 kPa (1 barra) | 22.711 L/mol |
| STP (IUPAC anterior, muchos libros de texto) | 273.15 K (0 °C) | 101,325 kPa (1 atmósfera) | 22.414 L/mol |
| NTP (temperatura y presión normales, NIST) | 293.15 K (20 °C) | 101,325 kPa (1 atmósfera) | 24.055 L/mol |
| SATP (temperatura y presión ambiente estándar) | 298.15 K (25 °C) | 100 kPa (1 barra) | 24.790 L/mol |
| SATP (más antiguo, 1 atm) | 298.15 K (25 °C) | 101,325 kPa (1 atmósfera) | 24.465 L/mol |
| Nivel del mar ISA (Atmósfera Estándar Internacional) | 288.15 K (15 °C) | 101,325 kPa (1 atmósfera) | 23.645 L/mol |
Valores equivalentes de presión estándar
| Presión estándar | cajero automático | kPa | mmHg | barra | psi |
|---|---|---|---|---|---|
| Estándar IUPAC (1 bar) | 0.98692 | 100 | 750.06 | 1.000 | 14.504 |
| Estándar antiguo (1 atm) | 1.00000 | 101.325 | 760 | 1.01325 | 14.696 |
La fórmula de conversión STP
Comience con la ley combinada de los gases:
Sea el estado 2 el estado estándar, entonces P2 = P(STP), T2 = T(STP) y V2 = V(STP). Resuelva para V(STP):
Para ir al revés, desde un volumen STP conocido al volumen en otras condiciones:
Para encontrar la cantidad de gas en STP:
donde Vm es el volumen molar en el estado estándar elegido.
Tabla de variables
| variable | Significado | Unidades comunes |
|---|---|---|
| P1 | Presión medida | atm, kPa, mmHg, torr, bar, psi |
| V1 | Volumen medido | litros, ml, m³ |
| T1 | Temperatura medida | K (convertido de °C o °F) |
| P(STP) | Presión estándar | 100 kPa o 101,325 kPa |
| T(STP) | Temperatura estándar | 273.15 K |
| V(STP) | Volumen en STP (desconocido) | Misma unidad que V1 |
| Vm | Volumen molar a STP | L/mol |
| n | moles de gas | moles |
Cómo utilizar esta calculadora de STP
Elige el modo
Seleccione "convertir a STP" o "convertir de STP".
Elija la definición de STP
Elija IUPAC STP (273,15 K, 100 kPa), STP anterior (273,15 K, 1 atm), NTP, SATP o valores personalizados.
Introduzca la presión medida
Escriba P1 y elija atm, kPa, mmHg, torr, bar o psi.
Introduzca el volumen medido
Escriba V1 y elija L, mL o m³.
Introduzca la temperatura medida
Escriba T1 en K, °C o °F. La herramienta lo convierte a Kelvin.
Haga clic en Calcular
La calculadora devuelve el volumen a STP y los moles de gas.
Lee los pasos
Revisa la ecuación sustituida para ver cómo se encontró la respuesta.
Ejecute una verificación de sentido
Un gas medido a baja presión o alta temperatura debería tener un volumen menor a temperatura ambiente, y un gas medido a alta presión o baja temperatura debería tener uno mayor.
¿Qué puede calcular esta calculadora?
Volumen en STP
Convierta un volumen de gas medido al estado estándar.
Volumen de STP
Convierta un volumen STP conocido al volumen en otras condiciones.
Moles en STP
Encuentre la cantidad de gas a partir de su volumen STP usando el volumen molar.
Densidad del gas en STP
Calcule la densidad a partir de la masa molar y el volumen molar.
Para un problema general con alguna incógnita, utilice Combined Gas Law Calculator. Para moles, masa o un solo estado, use Ideal Gas Law Calculator. Para conversiones de temperatura, utilice el Temperature Calculator.
Fórmulas reorganizadas de STP
Todas las formas provienen de la multiplicación cruzada P1V1/T1 = P(STP)V(STP)/T(STP).
| Resolver para | Fórmula |
|---|---|
| Volumen en STP | V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1) |
| Volumen medido | V1 = (P(STP) × V(STP) × T1) / (P1 × T(STP)) |
| Presión medida | P1 = (P(STP) × V(STP) × T1) / (V1 × T(STP)) |
| Temperatura medida | T1 = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × V(STP)) |
| Moles en STP | n = V(STP) / Vm |
Lea la fórmula del volumen STP como un conjunto de proporciones:
Multiplique el volumen medido por una corrección de presión y una corrección de temperatura. Si el gas se midió a una presión más alta que la estándar, la primera relación es superior a 1 y el volumen crece. Si se midió a una temperatura superior a 273,15 K, la segunda relación es inferior a 1 y el volumen se contrae.
Ejemplos de cálculo de STP
Convertir un volumen a STP (definición anterior, 1 atm)
Problem: Un gas ocupa 5,00 L a 2,00 atm y 27 °C. Encuentre su volumen a STP (273,15 K y 1,00 atm).
Usando la forma de relación: 5,00 × (2,00 / 1,00) × (273,15 / 300,15) = 5,00 × 2 × 0,910 = 9,10 L. La presión es dos veces estándar, lo que duplica el volumen a temperatura ambiente, y la pequeña diferencia de temperatura lo recorta ligeramente.
Recolección de gases de laboratorio (mL, mmHg, °C)
Problem: Una muestra de gas ocupa 250 ml a 740 mmHg y 22 °C. Encuentre su volumen a temperatura ambiente (273,15 K y 760 mmHg), luego los moles de gas.
Las unidades ml y mmHg se mantienen porque los estados medidos y estándar usan las mismas unidades. Sólo la temperatura necesitaba conversión.
STP IUPAC (100 kPa)
Problem: Un gas ocupa 1,50 L a 150 kPa y 50 °C. Encuentre su volumen en IUPAC STP (273,15 K y 100 kPa).
El mismo problema bajo el antiguo estándar de 1 atm da 1,88 L, lo que muestra por qué debes usar el estándar que especifica tu curso.
Convertir de STP a otras condiciones
Problem: Un gas ocupa 10,0 L a temperatura ambiente (273,15 K y 1,00 atm). ¿Qué volumen ocupa a 25 °C y 0,900 atm?
El gas se expande porque la presión es menor y la temperatura es mayor que la estándar.
Los lunares y el efecto de la definición STP
Problem: Un gas ocupa 44,8 L a temperatura ambiente. ¿Cuántos moles hay según cada definición?
Las dos respuestas difieren en aproximadamente un 1,3%. En un examen, utilice el volumen molar que proporciona su curso. Los problemas de los libros de texto que dan un volumen a STP y esperan un número entero limpio de moles generalmente usan 22,4 L/mol.
Volumen molar a STP
El volumen molar de un gas ideal es el volumen de un mol a una temperatura y presión determinadas. Se deduce de la ley de los gases ideales, Vm = RT / P, donde R es la constante del gas (8,314 J/(mol·K), o 8,314 L·kPa/(mol·K)). A la misma temperatura y presión, un mol de cualquier gas ideal ocupa el mismo volumen. Esta es la ley de Avogadro y es la razón por la que un mol contiene la misma cantidad de partículas (la constante de Avogadro, 6,022 × 10²³), independientemente del gas que elijas.
| Condición | Temperatura | Presión | Volumen molar |
|---|---|---|---|
| STP IUPAC | 273.15 K | 100 kPa | 22.711 L/mol |
| STP más antiguo | 273.15 K | 101.325 kPa | 22.414 L/mol |
| NTP | 293.15 K | 101.325 kPa | 24.055 L/mol |
| SATP (1 barra) | 298.15 K | 100 kPa | 24.790 L/mol |
| SATP (1 atmósfera) | 298.15 K | 101.325 kPa | 24.465 L/mol |
Densidad del gas en STP
Una vez que conoces el volumen molar, la densidad se deriva de la masa molar: Densidad = masa molar / volumen molar Los valores siguientes utilizan 22,414 L/mol (0 °C y 1 atm) y tratan cada gas como ideal.
| gasolina | Masa molar (g/mol) | Densidad a 0 °C y 1 atm (g/L) |
|---|---|---|
| Hidrógeno (H₂) | 2.016 | 0.0899 |
| Helio (Él) | 4.003 | 0.1786 |
| Nitrógeno (N₂) | 28.014 | 1.250 |
| Aire (promedio) | 28.97 | 1.292 |
| Oxígeno (O₂) | 31.998 | 1.428 |
| Dióxido de carbono (CO₂) | 44.01 | 1.964 |
Unidades STP y conversiones
La conversión es una relación, por lo que cualquier unidad de presión y cualquier unidad de volumen funcionan si los estados medido y estándar usan los mismos.
Pressure Units
| Unidad de presión | equivalente |
|---|---|
| 1 atm | 101.325 kPa |
| 1 atm | 760 mmHg |
| 1 atm | 760 torr |
| 1 atm | 1.01325 bar |
| 1 atm | 14.696 psi |
| 1 bar | 100 kPa |
Volume Units
| Unidad de volumen | equivalente |
|---|---|
| 1 L | 1000 mL |
| 1 mL | 1 cm³ |
| 1 m³ | 1000 L |
Standard Volumes in Industry
Fuera del aula, se utilizan volúmenes "estándar" para informar cantidades de gas de manera comparable, pero las condiciones de referencia varían según la industria y la región.
Normal cubic meter (Nm³)
Suele ser un metro cúbico de gas a 0 °C y 1,01325 bar, aunque algunos proveedores utilizan otras referencias.
Standard cubic meter (Sm³)
A menudo se define a 15 °C y 1,01325 bar, pero las definiciones varían.
Standard cubic feet (scf) and SCFM
Común en EE. UU. para aire comprimido y gas natural, a menudo se hace referencia a 60 °F y 14,696 psi, aunque algunos proveedores utilizan 68 °F.
Actual cubic feet per minute (ACFM)
El flujo real en condiciones de operación, que debe convertirse a flujo estándar con el mismo método de la ley de los gases.
When Can You Use This STP Calculator?
Utilice la conversión STP cuando se cumpla todo lo siguiente:
Cantidad constante de gas
El número de moles permanece igual entre los estados medido y estándar.
Misma muestra de gas
Está convirtiendo una muestra de condiciones medidas a un estado de referencia.
Condiciones medidas conocidas
You know pressure, volume, and temperature.
Unidades absolutas
La temperatura está en Kelvin y la presión es absoluta.
un gas
El volumen molar STP se aplica a gases, no a líquidos o sólidos.
Common STP Calculation Mistakes
| error | Por qué falla | Arreglar |
|---|---|---|
| Usar la definición STP incorrecta | 1 bar y 1 atm difieren en un 1,3%, y 0 °C y 25 °C difieren mucho | Consulta qué estándar requiere tu curso o estándar |
| Confundir STP con SATP o temperatura ambiente | SATP es 25 °C, no 0 °C | Confirmar 273,15 K para STP |
| Usando °C o °F | Las leyes de los gases necesitan temperatura absoluta. | Convertir con K = °C + 273,15 |
| Usando 22,4 L/mol para todas las condiciones | 22,414 L/mol solo se aplica a 273,15 K y 1 atm | Utilice el volumen molar para el estándar elegido |
| Usando presión manométrica | Ignora la presión atmosférica | Agregue aproximadamente 1 atm (14,7 psi) para obtener una temperatura absoluta. |
| Unidades de presión de mezcla | atm y kPa en una proporción dan una respuesta incorrecta | Convertir todas las presiones a una unidad. |
| Ignorando el vapor de agua | El gas recolectado sobre el agua incluye la presión de vapor. | Primero resta la presión de vapor del agua. |
| Invirtiendo las proporciones | Pone los valores estándar donde pertenecen los medidos | Escriba V(STP) = V1 × (P1 / P(STP)) × (T(STP) / T1) |
| Aplicar STP a una cantidad cambiante de gas | Los lunares no deben cambiar. | Utilice la ley de los gases ideales si se agrega o se pierde gas. |
| Redondear demasiado pronto | Los pequeños errores crecen a través del cálculo. | Mantenga dígitos adicionales y redondee al final. |
Calculadora STP frente a otras herramientas de la ley de los gases
| Herramienta | Úselo cuando |
|---|---|
| Calculadora de condiciones STP (esta página) | Necesita un volumen, moles o densidad de gas en un estado de referencia estándar |
| Calculadora combinada de la ley de los gases | Dos estados cualesquiera de un gas, resolviendo P, V o T |
| Calculadora de la ley de los gases ideales | Necesitas moles, masa o un solo estado (PV = nRT) |
| Calculadora de presión | Necesita presión final después de cambios de volumen y temperatura. |
| Calculadora de volumen | Necesita volumen final después de cambios de presión y temperatura. |
| Calculadora de temperatura | Necesita la temperatura final o conversiones de Kelvin, Celsius y Fahrenheit |
| Calculadoras de las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac | Sólo dos variables cambian y la tercera es constante |
Preguntas frecuentes sobre la calculadora STP
Respuestas a dudas comunes sobre las leyes de los gases, despejes algebraicos y unidades termodinámicas.
¿Qué son las condiciones STP?
STP significa temperatura y presión estándar. La definición actual de la IUPAC es 273,15 K (0 °C) y 100 kPa (1 bar). Muchos libros de texto todavía utilizan 273,15 K y 1 atm (101,325 kPa).
¿Cuál es la temperatura en STP?
La temperatura en STP es 273,15 K, que es 0 °C o 32 °F.
¿Cuál es la presión en STP?
Según la definición actual de la IUPAC, es 100 kPa (1 bar, aproximadamente 0,987 atm). Según la definición anterior, es 101,325 kPa (1 atm, 760 mmHg).
¿Cuál es el volumen molar en STP?
Es 22,711 L/mol a IUPAC STP (273,15 K y 100 kPa) y 22,414 L/mol a 273,15 K y 1 atm. Utilice el valor que especifica su curso.
¿Cómo se convierte un volumen de gas a STP?
Utilice V(STP) = (P1 × V1 × T(STP)) / (P(STP) × T1). Convierta la temperatura medida a Kelvin, use unidades de presión coincidentes, sustituya los valores y resuelva.
¿Cómo se encuentran los moles de gas a STP?
Divida el volumen a STP por el volumen molar. Por ejemplo, 44,8 L a 273,15 K y 1 atm equivalen a 44,8/22,414, o aproximadamente 2,00 mol.
¿Cuál es la diferencia entre STP y NTP?
STP usa 0 °C, mientras que NTP (según lo define NIST) usa 20 °C y 1 atm. El volumen molar en NTP es de aproximadamente 24,055 L/mol, en comparación con aproximadamente 22,4 L/mol en STP más antiguo.
¿Cuál es la diferencia entre STP y SATP?
STP utiliza 273,15 K (0 °C) y SATP utiliza 298,15 K (25 °C). SATP está más cerca de las condiciones normales de laboratorio y su volumen molar es de aproximadamente 24,79 L/mol a 100 kPa.
¿Por qué la IUPAC cambió la presión STP de 1 atm a 100 kPa?
La IUPAC cambió la presión estándar a 100 kPa (1 bar) en 1982 para alinearla con las unidades SI, ya que 1 bar es un número redondo en kilopascales. Muchos libros de texto mantenían 1 atm fuera de la tradición.
¿Se aplican siempre 22,4 L/mol?
No. Aplica sólo a 273,15 K y 1 atm. En otras condiciones, el volumen molar difiere. Esta calculadora encuentra el volumen molar correcto para cualquier estado estándar.
¿Puedo utilizar la conversión STP si cambia la cantidad de gas?
No. La ley de los gases combinados requiere un número constante de moles. Si se agrega o elimina gas, utilice la ley de los gases ideales.
¿El agua en STP es un gas?
No. A 0 °C, el agua es sólida o líquida, por lo que el volumen molar del gas no se aplica al agua a temperatura ambiente. Se aplica a gases verdaderos como nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono.
¿Por qué necesito la presión de vapor del agua para los gases recolectados sobre el agua?
Un gas recogido sobre agua es una mezcla de gas y vapor de agua. La presión total es igual a la suma de ambas presiones parciales, así que reste la presión de vapor del agua a la temperatura de recolección para obtener la presión del gas seco.
¿La calculadora STP es precisa para gases reales?
Es preciso para gases que se comportan cerca de lo ideal, lo que incluye los gases más comunes cerca de STP. Los gases que se licuan fácilmente o los gases a alta presión se desvían del comportamiento ideal.