مبانی علمی: SATP چیست؟
در آزمایشگاههای شیمی مدرن، کار در دمای صفر درجه (STP) دشوار و غیرمعمول است. به همین دلیل، استاندارد کاربردیتری به نامSATP (Standard Ambient Temperature and Pressure)تعریف شده است. طبق این استاندارد، دما برابر با25°C(۲۹۸.۱۵ کلوین) و فشار برابر با100 kPa(یا ۱ بار) در نظر گرفته میشود. در این شرایط، انرژی جنبشی مولکولهای گاز بیشتر از حالت STP است و در نتیجه حجم بیشتری را اشغال میکنند. حجم یک مول گاز ایدهآل در شرایط SATP تقریباً برابر با۲۴.۸ لیتراست.
فرمول محاسبه در دمای اتاق
برای محاسبه حجم گاز در شرایط محیطی (آزمایشگاه)، از رابطه خطی زیر استفاده میشود:
مثالهای کاربردی (آزمایشگاه)
مثال ۱: واکنش منیزیم
در یک واکنش آزمایشگاهی در دمای اتاق، ۰.۱ مول گاز هیدروژن تولید شده است. حجم آن چقدر است؟
مثال ۲: گاز شهری
۱۰ مول گاز متان در لولهکشی خانگی (شرایط محیطی) چه حجمی دارد؟
مثال ۳: تنفس
اگر در هر بازدم ۰.۰۲ مول هوا خارج شود، حجم آن در دمای اتاق چقدر است؟
خطاهای رایج محاسباتی
استفاده از عدد ۲۲.۴
بزرگترین اشتباه، استفاده از حجم مولی STP (۲۲.۴) برای مسائل دمای اتاق است. در دمای ۲۵ درجه، گاز منبسط شده و حجم بیشتری (۲۴.۸) اشغال میکند.
عدم توجه به واحد فشار
SATP بر اساس فشار ۱ بار (۱۰۰ کیلوپاسکال) است. اگر فشار محیط ۱ اتمسفر (۱۰۱.۳ کیلوپاسکال) باشد، حجم مولی کمی تغییر میکند (حدود ۲۴.۵ لیتر)، اما ۲۴.۸ تقریب استاندارد آموزشی برای SATP است.