Standardbedingungen
Der AusdruckStandardbedingungenwird in naturwissenschaftlichen und technischen Fachbereichen verwendet und hat grundsätzlich zwei Bedeutungen:
- in derPhysik,Chemie,Medizin,BiologieundProzesstechnikzur Definition von einzuhaltenden Prozessbedingungen (vor allemTemperaturundDruck), um das Verhalten oder Ergebnis eines Prozesses mit einem anderen vergleichen zu können.
- in der Gasmengen- und Gasdurchflussmessung zur Definition von„Normvolumen “und „Normvolumenströmen “(s. auchZustandszahl).
Standardtemperatur und -druck (STP) sindStandardsvon Bedingungen für den ZustandexperimentellerMessungen, um verschiedene Datensätze vergleichen zu können. Die am häufigsten verwendeten Standards sind die derInternational Union of Pure and Applied Chemistry(IUPAC) und desNational Institute of Standards and Technology(NIST), obwohl dies keine allgemein anerkannten Standards sind. Andere Organisationen haben viele andere Definitionen für ihre Standardreferenzbedingungen festgelegt.
In vielen technischen Publikationen (Büchern, Zeitschriften, Anzeigen für Geräte und Maschinen) wird jedoch einfach von "Normbedingungen" gesprochen, ohne diese zu spezifizieren; oft wird der Begriff durch die älteren "Normalbedingungen" oder "NC" ersetzt. Dies kann in manchen Fällen zu Verwechslungen und Fehlern führen. Die gute Praxis bezieht immer die Referenzbedingungen von Temperatur und Druck mit ein. Wenn nicht angegeben, werden einige Raumumgebungsbedingungen angenommen, etwa 1atmDruck, 293,15 K (20 °C) und 0 % Luftfeuchtigkeit.
| Anwendungs- bereich |
Bezeichnung | Temperatur | Druck | Definition | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|---|
| Physik | Normbedingungen,Normalbedingungen | 273,15K≙ 0°C | 101 325Pa=1,01325bar=1atm | DIN 1343[1][2] | gelten in Deutschland auch für die Angabe einer Gasmenge im Handel, sieheNormkubikmeter. |
| Stoffeigenschaften (z. B.Dichte, Drehwert, Brechungsindex) |
Laborbedingungen,Normalbedingungen | 293,15 K ≙ 20 °C (Maßbezugs- temperatur) |
101 325 Pa = 1,01325 bar = 1atm (Bezugsluftdruck beiSiedepunktsangaben) |
||
| Chemie | Standardbedingungen oderSTP-Bedingungen (standardtemperature andpressure) |
273,15 K ≙ 0 °C | 100 000 Pa = 1,000 bar | IUPAC, 1982[3][4][5] |
Während die Normbedingungen als Bezugsgrößen verwendet werden, von denen ausgehend man umrechnet, werden Standardbedingungen oft verwendet, um Umrechnungen vermeiden zu können. In diesem Sinn ist die IUPAC-Festlegung auf exakt 1 bar moderner und wird insbesondere für die AngabethermodynamischerStoffeigenschaften bevorzugt. |
| Elektrochemie | 298,15 K ≙ 25 °C | Bei der Angabe des Standard-Redoxpotentialsbezieht man sich auf die Standardbedingung, dass alle beteiligten Stoffe eineAktivitätvon 1 besitzen. Für nicht ideal verdünnte Lösungen ist die Konzentration so einzustellen, dass das Produkt aus Aktivitätskoeffizienten und Konzentration 1 wird, da dies die Aktivität ist. In saurer Lösung bezieht manPotentialeauf das Potential vonH3O+-Ionen, in basischer Lösung auf das vonOH−-Ionen. | |||
| Biochemie | 298,15 K ≙ 25 °C | 100 000 Pa = 1,000 bar | Standardbedingung „pH7 “(neutrales Milieu), Konzentrationen der Reaktionspartner von 1 M (= 1 mol/l)[6] | ||
| Medizin und Physiologie, insbesondere Atmungs- physiologie[7] |
STPD-Bedingungen (standardtemperature,pressure,dry) |
273,15 K ≙ 0 °C | 101 325 Pa = 760 mmHg | Wasserdampfpartialdruck p(H2O) = 0 Pa (trocken) | |
| BTPS-Bedingungen (bodytemperature,pressure,saturated) |
310,15 K ≙ 37 °C („normale “Körper- temperaturdes Menschen) |
tatsächlicherLuftdruck | p(H2O) = 6250 Pa (Sättigungsdampfdruckbei 37 °C) | ||
| ATPS-Bedingungen (ambienttemperature,pressure,saturated: tatsächliche Messbedingungen außerhalb des Körpers) |
Raumtemperatur | tatsächlicher Luftdruck | p(H2O) = Sättigungsdampfdruck bei jeweiliger Raumtemperatur | ||
| Gas- chromatographie |
SATP-Bedingungen (standardambienttemperature andpressure) |
298,15 K ≙ 25 °C | 101 300 Pa = 1,013 bar | Die Normvolumina bei gaschromatographischen Messungen sind auf 25 °C und 101 300 Pa bezogen | |
| Luftfahrt | ISA (InternationalStandardAtmosphere,„Normatmosphäre “) |
288,15 K ≙ 15 °C | 101 325 Pa = 29,92 inHg (Meereshöhe) |
ISO 2533 | trocken, weitere Standardwerte für Temperatur- und Druckänderungen mit zunehmender Höhe |
| Druckluftindustrie | Standard reference atmosphere | 293,15 K ≙ 20 °C | 100 000 Pa = 1,000 bar | ISO 8778 | 65 %relative Luftfeuchtigkeit |
| …? | DIN 1945-1 | p(H2O) = 0 Pa (trocken) |
Siehe auch
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]Einzelnachweise
[Bearbeiten|Quelltext bearbeiten]- ↑DIN 1343 „Referenzzustand, Normzustand, Normvolumen; Begriffe, Werte “, Ausgabe Januar 1990.
- ↑U. Grigull:Normvolumen und Normkubikmeter.In:Brennstoff, Wärme, Kraft.Band19,Nr.12,1967,S.561–563(td.mw.tum.de[PDF; abgerufen am 18. August 2016]).
- ↑J. D. Cox:Notation for states and processes, significance of the word standard in chemical thermodynamics, and remarks on commonly tabulated forms of thermodynamic functions.In:Pure and Applied Chemistry.Band54,Nr.6,1982,S.1239–1250,doi:10.1351/pac198254061239(iupac.org[PDF;226kB;abgerufen am 8. Februar 2014]).
- ↑Eintrag zustandard conditions for gases.In:IUPAC(Hrsg.):Compendium of Chemical Terminology.The “Gold Book”.doi:10.1351/goldbook.S05910– Version: 2.3.3.
- ↑Eintrag zustandard pressure.In:IUPAC(Hrsg.):Compendium of Chemical Terminology.The “Gold Book”.doi:10.1351/goldbook.S05921– Version: 2.3.3.
- ↑Standardbedingungen.In:Spektrum.de.Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg,abgerufen am 30. Januar 2021.
- ↑Schmidt, Lang:Physiologie des Menschen.30. Auflage. Heidelberg 2007,ISBN 978-3-540-32908-4.