Standardbedingungen

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Der Ausdruck Standardbedingungen wird in naturwissenschaftlichen und technischen Fachbereichen verwendet und hat grundsätzlich zwei Bedeutungen:

Standardtemperatur und -druck (STP) sind Standards von Bedingungen für den Zustand experimenteller Messungen, um verschiedene Datensätze vergleichen zu können. Die am häufigsten verwendeten Standards sind die der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) und des National 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 1 atm Druck, 293,15 K (20 °C) und 0 % Luftfeuchtigkeit.

Anwendungs­bereichBezeichnungTemperaturDruckDefinitionAnmerkung
PhysikNorm­bedingungen, Normal­bedingungen273,15 K ≙ 0 °C101 325 Pa = 1,01325 bar =atmDIN 1343[1][2]gelten in Deutschland auch für die Angabe einer Gasmenge im Handel, siehe Normkubikmeter.
physikalische Größen
(z. B. Dichte, Drehwert, Brechungs­index)
Labor­bedingungen, Normal­bedingungen293,15 K ≙ 20 °C
(Maßbezugs­temperatur)
101 325 Pa = 1,01325 bar = 1 atm
(Bezugs­luft­druck bei Siedepunkts­angaben)
ChemieStandard­bedingungen oder STP-Bedingungen
(standard temperature and pressure)
273,15 K ≙ 0 °C100 000 Pa = 1,000 barIUPAC, 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 Angabe thermodynamischer Stoff­eigenschaften bevorzugt.
Elektrochemie298,15 K ≙ 25 °CBei der Angabe des Standard-Redoxpotentials bezieht man sich auf die Standardbedingung, dass alle beteiligten Stoffe eine Aktivität von 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 man Potentiale auf das Potential von H3O+-Ionen, in basischer Lösung auf das von OH-Ionen.
Biochemie298,15 K ≙ 25 °C100 000 Pa = 1,000 barStandardbedingung „pH 7“ (neutrales Milieu), Konzentrationen der Reaktions­partner von 1 M (= 1 mol/l)[6]
Medizin und Physiologie, insbesondere Atmungs­physiologie[7]STPD-Bedingungen
(standard temperature, pressure, dry)
273,15 K ≙ 0 °C101 325 Pa = 760 mmHgWasserdampfpartialdruck
p(H2O) = 0 Pa (trocken)
BTPS-Bedingungen
(body temperature, pressure, saturated)
310,15 K ≙ 37 °C
(„normale“ Körper­temperatur des Menschen)
tatsächlicher Luftdruckp(H2O) = 6250 Pa (Sättigungs­dampfdruck bei 37 °C)
ATPS-Bedingungen
(ambient temperature, pressure, saturated:
tatsächliche Mess­bedingungen außerhalb des Körpers)
Raum­temperaturtatsächlicher Luftdruckp(H2O) = Sättigungs­dampfdruck bei jeweiliger Raumtemperatur
Gas­chromato­graphieSATP-Bedingungen
(standard ambient temperature and pressure)
298,15 K ≙ 25 °C101 300 Pa = 1,013 barDie Normvolumina bei gas­chromato­graphischen Messungen sind auf 25 °C und 101 300 Pa bezogen
LuftfahrtISA
(International Standard Atmosphere, „Norm­atmosphäre“)
288,15 K ≙ 15 °C101 325 Pa = 29,92 inHg
(Meereshöhe)
ISO 2533trocken, weitere Standard­werte für Temperatur- und Druck­änderungen mit zunehmender Höhe
Druckluft­industrieStandard reference atmosphere293,15 K ≙ 20 °C100 000 Pa = 1,000 barISO 877865 % relative Luft­feuchtigkeit
…?DIN 1945-1p(H2O) = 0 Pa (trocken)

Einzelnachweise

  1. DIN 1343 „Referenzzustand, Normzustand, Normvolumen; Begriffe, Werte“, Ausgabe Januar 1990.
  2. U. Grigull: Normvolumen und Normkubikmeter. In: Brennstoff, Wärme, Kraft. Band 19, Nr. 12, 1967, S. 561–563 (PDF [abgerufen am 18. August 2016]).
  3. 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. Band 54, Nr. 6, 1982, S. 1239–1250, doi:10.1351/pac198254061239 (PDF-Datei; 226 kB [abgerufen am 8. Februar 2014]).
  4. Eintrag zu standard conditions for gases. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.S05910 – Version: 2.3.3.
  5. Eintrag zu standard pressure. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.S05921 – Version: 2.3.3.
  6. Standardbedingungen. In: Spektrum.de. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, abgerufen am 30. Januar 2021.
  7. Schmidt, Lang: Physiologie des Menschen. 30. Auflage. Heidelberg 2007, ISBN 978-3-540-32908-4.

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