¿Qué es la temperatura y la presión estándar?

En química, física e ingeniería, el término «temperatura y presión estándar» (STP) se refiere a un conjunto estándar de condiciones para un gas como base para los cálculos. Existen varias definiciones de temperaturas y presiones estándar, y los valores de estas referencias dependerán de las aplicaciones, industrias o entornos académicos deseados. Históricamente, el conjunto de estándares más común era una temperatura de 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius) y una presión de 1 atmósfera, o 101.325 kilopascales (kPa), aunque actualmente la presión de 1 bar o 100 kPa es aceptada por el Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). La presión estándar refleja la presión promedio aceptada de la atmósfera al nivel del mar y la temperatura estándar refleja el punto de congelación del agua pura a esa presión.

Las condiciones estándar se utilizan con mayor frecuencia para los cálculos de gas en química e ingeniería. Por ejemplo, es posible calcular el volumen molar de un gas ideal en el STP mediante la ley de los gases ideales. En ingeniería, se pueden utilizar condiciones estándar para calcular los caudales másicos de gases en función de los caudales volumétricos estándar de los caudalímetros.

La ley de los gases ideales muestra las relaciones entre la presión (P), el volumen (V) y la temperatura (T) para un gas ideal. Puede expresarse como PV = nRT, donde n se refiere al número de moles de gas y R se refiere a la constante del gas ideal. Usando la temperatura y presión estándar actual según lo definido por la IUPAC, 1 mol de un gas ideal tendrá un volumen de 1,385.9 pulgadas cúbicas (22.711 litros).

La temperatura y la presión estándar en realidad pueden referirse a muchas condiciones diferentes utilizadas por diversas industrias. Por ejemplo, una empresa de ingeniería podría decidir utilizar 1 atmósfera y 77 grados Fahrenheit (25 grados Celsius) como su STP para reflejar mejor las condiciones ambientales del área. La Society of Petroleum Engineers, por ejemplo, define las condiciones estándar como 59 grados Fahrenheit (15 grados Celsius) y 1 bar. Cuando se trabaja con diseños de ingeniería, es importante que una persona comprenda los estándares previstos por el diseñador.

Las diferencias en los valores aceptados para la temperatura y la presión estándar pueden depender de las condiciones regionales. Las presiones y temperaturas más altas tienen más sentido para los laboratorios e industrias ubicados en áreas sujetas a largos períodos de clima cálido. Se pueden utilizar presiones más bajas para laboratorios en elevaciones elevadas. Por supuesto, las diferencias en los valores aceptados también pueden deberse a las preferencias personales de los químicos, técnicos de laboratorio e ingenieros.