Condiciones normales de un gas

16/11/2015 – Sagrario Martínez preguntó: “¿Cuáles son las condiciones normales y las estándar de Presión y Temperatura según la última IUPAC? Mientras que para la presión parece que no hay controversia y en el libro de 1º de Bachillerato dice 10*5 Pascal. En lo que respecta a la temperatura, el libro dice 0ºC la estándar y 25ºC la normal (siempre se había dicho al revés).

 

Nuestra respuesta:

La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), recomienda establecer el valor de la presión estándar.

Tradicionalmente se ha tomado como presión estándar 101.325 Pa (1 atm, llamada atmósfera estándar). Así, como las propiedades de los gases depende también de la temperatura se ha aceptado que un gas se encuentra en condiciones estándar de presión y temperatura (denominadas condiciones normales) cuando su presión es 1,013·105 Pa (1 atm) y su temperatura es de 273,15 K (0 °C). Desde el punto de vista didáctico se ha mantenido en casi la totalidad de los libros de texto.

Desde 1982, la IUPAC recomienda que se utilice la presión estándar, para referirse a la presión de po = 105 Pa (1 bar). La pequeña diferencia existente entre 1 bar y 1 atm, justifica que se siga utilizando 1 atm como presión estándar, en los niveles educativos de secundaria.

Por tanto, hay un estado estándar para cada temperatura. Así, si un gas está a t = 0 °C significa que sus condiciones estándar son po = 105 Pa a t = 0 °C. Si está a t = 20 °C, las condiciones estándar son p0 = 105 y t = 20 °C.

En el caso concreto de que un gas esté en condiciones normales, el volumen que ocupa un mol de cualquier gas es de 22,4 dm3. En el caso concreto de que un gas esté en condiciones estándar

(p = po = 105 Pa) el volumen de gas es de 22,7 dm3.

Las condiciones normalizadas de presión y temperatura, normalmente denominadas condiciones normales o condiciones estándares, son un conjunto de condiciones normalizadas de presión atmosférica y temperatura para las mediciones experimentales en laboratorio que se establecen para permitir comparaciones entre diferentes conjuntos de datos medidos.

Según el Diccionario de la lengua española, estándar es una condición «que sirve como tipo, modelo, norma, patrón o referencia»,[1]​ mientras que normal es una condición «que sirve de norma o regla».[2]​ Ambos términos son por tanto sinónimos y se refieren a condiciones normalizadas.

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Se suele hablar indistintamente de «condiciones estándares» y de «condiciones normales» para referirse a esas condiciones, pero no suele haber un acuerdo sobre los valores establecidos como normales o estándares. Esto es debido a que cada organismo establece su propia denominación y condiciones normalizadas. Así, tan estándar o normal puede ser la temperatura de 0 °C como la de 20 °C. Por ejemplo, tanto la RAE como el NIST hablan de «condiciones normales», pero cada uno de ellos establece un valor distinto como normal para la temperatura. La IUPAC sin embargo suele hablar de «condiciones estándares» para referirse a las condiciones de medición normalizadas, aunque igualmente se trata de unas condiciones propias establecidas como norma.

Las condiciones normalizadas más utilizadas son las de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC por sus siglas en inglés) y las del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST por sus siglas en inglés), aunque estas no son universalmente aceptadas. Otras organizaciones han establecido una variedad de definiciones alternativas para sus condiciones estándares de referencia. Así, el Diccionario de la lengua española define las «condiciones normales» de la siguiente manera:[3]​

«Circunstancias estándares, establecidas por convenio, que se toman como referencia para definir el estado físico de un cuerpo y que corresponden a cero grados Celsius y una atmósfera de presión.»

En química, la IUPAC en su Libro de Oro ha establecido dos estándares, que actualmente son idénticos:

  • Temperatura y Presión Estándar (TPE, o STP por sus siglas en inglés): Temperatura de 273.15 K (0 °C) y presión de 105 pascales (1 bar o

    0.986 923 27 atm

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  • Condiciones estándar para gases: Temperatura de 273,15 K (0 °C) y presión de 105 pascales (1 bar o

    0.986 923 27 atm

    ). Anteriormente la IUPAC recomendaba para los gases una presión estándar de 1 atm (equivalente a 1.01325 × 105 Pa), pero actualmente recomienda que el uso de 1 atm como valor de la presión debe interrumpirse.

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En termodinámica, el NIST establece las siguientes condiciones:

  • Temperatura y Presión Normales (TPN, o NTP por sus siglas en inglés): Una temperatura de 20 °C y una presión absoluta de 1 atm.

La norma ISO 13443 para el gas natural establece las siguientes condiciones:

  • Condiciones de referencia normalizadas: Temperatura de 15 °C y presión de 1 atm.

En la industria y el comercio, las condiciones normalizadas de temperatura y presión son a menudo necesarias para definir las condiciones de referencia estándar para expresar los volúmenes de gases y líquidos y cantidades relacionadas, tales como la tasa de flujo volumétrico (los volúmenes de gases varían significativamente con la temperatura y la presión). Sin embargo, muchas publicaciones técnicas (libros, revistas, anuncios de equipos y maquinaria) se limitan a afirmar «condiciones normales» sin especificarlas, lo que a menudo conduce a confusión y errores. La buena práctica siempre incorpora las condiciones de referencia de temperatura y presión .

Condiciones normalizadas

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Actualmente existen muchas definiciones diferentes de condiciones de referencia estándar utilizadas por organizaciones de todo el mundo. La siguiente tabla muestra algunas de ellas, pero hay más. Algunas de estas organizaciones utilizaban otras normas en el pasado. Por ejemplo, la IUPAC hasta 1982 definía las condiciones de referencia estándar como de 0 °C y 101 325 Pa (1 atm).

Atmósfera Estándar Internacional

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En aeronáutica y dinámica de fluidos la «Atmósfera Estándar Internacional» (ISA por sus siglas en inglés) es una especificación de presión, temperatura, densidad y velocidad del sonido según la altitud. La Atmósfera Estándar Internacional es representativa de las condiciones atmosféricas en latitudes medias.

Véase también

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Referencias

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Enlaces externos

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Condiciones normales de presión y temperatura

Condiciones normales de presión y temperatura (abreviado CNPT) o presión y temperatura normales (abreviado PTN o TPN) hace referencia a los valores de presión y temperatura que imperan en un laboratorio.

Es un término definido por la I.U.P.A.C. como: término cualitativo, en función de la preferencia del investigador, que usualmente implica la presión ambiental y la «temperatura del lugar». Preferiblemente las variables de temperatura y presión deberían ser tomadas como valores representativos de las condiciones actuales (o rango de condiciones) empleadas en el estudio.

Es muy común tomar como condiciones normales aquéllas que implican que la temperatura de referencia es de 25ºC (298,15 K) y la presión de 1 atm (definida como 101,325 KPa). Se denominan normales porque son las que imperan normalmente en un laboratorio, aunque también son posibles temperaturas de 15ºC o 20ºC.

El término «Condiciones Normales» se suele utilizar mucho para la medición de volúmenes de gases en muchos campos de la ciencia, como en Termodinámica y Química. Si se toma el valor de la temperatura ambiente del lugar como 25ºC (o 298K) y la presión como 1 atm, en el caso de gases ideales: PV =n RT –> V= 1x 0.082x 298/1ATM =24,436 l, que es el volumen de un mol de un gas ideal en condiciones normales.

Sin embargo en Termodinámica se usa de forma mucho más habitual otras condiciones de referencia que son más cómodas y fácilmente reproducibles, especialmente en el cálculo de entalpías y energías libres de reacción: las llamadas condiciones estándar. Las condiciones estándar hacen referencia a una temperatura de 273K (0ºC) y a una presión de 1 atm (101.325 Pa) siendo un mol de un gas en estas condiciones 22,386 litros, que usualmente se simplifica en 22,4 l.

A partir de 1982 la IUPAC recomendó emplear un valor para la presión estándar de 105 Pa (equivalentes a 1 bar, 100.000 Pa) en lugar de 101.325 Pa. De esta forma, un mol de un gas en condiciones estándar son 22,433 litros, que también se puede simplificar como 22,4 l.

De la Enciclopedia Libre Universal en Español

Se entiende por condiciones normales las adoptadas como referencia para la determinación de propiedades físicas, químicas, etc. de una sustancia, objeto o sistema; comúnmente comprende la presión y temperatura.

Refiriéndose a los gases, las condiciones normales de presión y temperatura para la determinación de sus propiedades son, por acuerdo internacional, 0 ºC (273,15 K) y 1 atm (ó 105 Pa, como recomienda la IUPAC), con la salvedad de que los medidores de gasto volumétrico se calibran a 25 ºC.

En cualquier otro caso, cuando se emplea el adjetivo normal, se entiende referido exclusivamente a la presión atmosférica (1 atm), de modo que pueden encontrarse tablas de datos para las propiedades de distintos materiales o compuestos químicos a temperaturas tan dispares como 0 ºC, 18 ºC, 20 ºC, 25 ºC, etc. Para mayor confusión, en castellano frecuentemente se emplea el adjetivo estándar (anglicismo), como si se hablara de cosas distintas sin serlo.

Seguidamente se señalan algunas temperaturas normales (de referencia) en diversos ámbitos científicos y tecnológicos:

  • Metrología dimensional: 20 ºC – Todas las dimensiones indicadas en un plano (salvo que explícitamente se indique lo contrario) están referidas a 20 ºC, lo que exige que sea esa la temperatura que debe tener el laboratorio.
  • Aeronáutica: 15 ºC – Temperatura de referencia al nivel del mar para el cálculo de algunas magnitudes como la velocidad, consumo de combustible y autonomía.

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