标准状况(英語:standard temperature and pressure, STP标准温度与标准压力),简称「标况」。由於地表各處的溫度壓力皆不同,即使是同一地點的溫度壓强也隨測量時間不同而相異,因此為研究方便,制定出描述物質特徵的標準狀況。

在化学领域,国际纯化学和应用化学联合会(IUPAC)在1982年改变了标准温度和标准压力(STP)的定义:

  • 在1982年以前,标准状况定义为0 (273.15 K)、101325 / 105 Pa(1 atm)。1摩尔的理想氣體在STP下占有的體積為22.414升(L)。
  • 自1982年以来,标准状况定义为0 ℃(273.15 K)、100kPa,這樣的定義接近海平面冰點。1摩尔的理想氣體在STP下占有的體積為22.710953(21)L(CODATA 2010),為標準摩尔體積(standard molar volume)。這是区别一般条件而制定的标准。

历史上由巴黎制定的通行欧洲的舊制標準如下:

  • 压强p = 1 atm = 101325 帕斯卡 = 1013.25 hPa = 101.325 kPa = 1.01325 bar.
  • 温度T = 298.15 K ≙ 25 °C,空气密度ρ = 1.184 kg/m³.
现在也使用T = 293.15 K ≙ 20 °C 空气密度ρ = 1.204 kg/m³.

化学生物化学中另外还包括定义的观察反应物浓度,一般情况下为1mol/L(1 M)。[來源請求]在生物化学中只有氢离子例外(H+)。限定pH为7,即10-7 mol/l H+离子浓度用于准生理条件描述,肌体条件,细胞内部条件等。

当前使用的标准状况

世界各地的组织目前正在使用许多不同的标准状况定义。 下表列出了其中的一些。 其中一些组织过去使用过其他标准。 例如,自1982年以来,IUPAC将标准参考条件定义为0°C和100 kPa(1 bar),而其旧标准为0°C和101.325 kPa(1 atm)。

标准状况參考條件
溫度 絕對壓力 相对湿度 出版或創立者
°C kPa % RH
0 100.000   IUPAC(1982年之后正在使用的定義)
0 101.325   IUPAC(1982年以前使用的定義)NIST[1], ISO 10780[2]
15 101.325 0[3][4] ICAO's ISA[3] ISO 13443,[4] EEA[5] EGIA[6]
20 101.325   EPA[7] NIST[8]
25 101.325   EPA[9]
25 100.000   SATP[10]
20 100.000 0 CAGI[11]
15 100.000   SPE[12]
°F psi % RH
60 14.696   SPE,[12] U.S. OSHA[13] SCAQMD[14]
60 14.73   EGIA,[6] OPEC[15] U.S. EIA[16]
59 14.503 78 U.S. Army Standard Metro[17][18]
59 14.696 60 ISO 2314, ISO 3977-2[19]
°F in Hg % RH
70 29.92 0 AMCA[20][21] air density = 0.075 lbm/ft³. This AMCA standard applies only to air.

注釋:

  • EGIA:加拿大电力和燃气检验法
  • SATP:标准的环境压力和温度
  • SCAQMD:加州南海岸空气质量管理区

气体摩尔体积

当表示气体的摩尔体积时,要指明适用的温度和压力条件。 在不指明温度和压力条件的情况下,说明气体的摩尔体积几乎没有意义并且可能引起混淆。

通过使用理想气体定律,可以计算在标准状况下的气体摩尔体积。 任何理想气体的摩尔体积可以在各种标准参考条件下计算,如下所示:

  • Vm = 8.3145 × 273.15 / 101.325 = 22.414 dm3/mol (在 0 °C 和 101.325 kPa 下)
  • Vm = 8.3145 × 273.15 / 100.000 = 22.711 dm3/mol (在 0 °C 和 100 kPa 下)
  • Vm = 8.3145 × 298.15 / 101.325 = 24.466 dm3/mol (在25 °C 和 101.325 kPa 下)
  • Vm = 8.3145 × 298.15 / 100.000 = 24.790 dm3/mol (在25 °C 和 100 kPa 下)
  • Vm = 10.7316 × 519.67 / 14.730 = 378.61 ft3/lbmol (在60 °F 和 14.73 psi 下)

参看