ال معادلة كلابيرون، المعروف أيضًا باسم معادلة حالة الغاز المثالية أو حتى الآن معادلة الغاز العامة، التي أنشأها العالم الباريسي بينوا بول إميل كلابيرون (1799-1864) ، موضح أدناه:
ل. الخامس = ن. أ. تي
كن:
ع = ضغط الغاز
V = حجم الغاز ؛
ن = كمية المادة في الغاز (بالمولات) ؛
T = درجة حرارة الغاز ، مقاسة على مقياس كلفن ؛
R = الثابت العالمي للغازات الكاملة.
لكن كيف توصلت إلى هذه المعادلة؟
حسنا في النص معادلة الغاز العامة, يتضح أنه عندما تخضع كتلة ثابتة من الغاز للتحول إلى كمياتها الأساسية الثلاثة ، وهي الضغط والحجم ودرجة الحرارة ، تظل العلاقة أدناه ثابتة:
لمبدئي. الخامسمبدئي = لأخير. الخامسأخير
تيمبدئي تيأخير
أو
ل. الخامس = ثابت
تي
هذا الثابت ، مع ذلك ، يتناسب مع كمية المادة في الغاز ، لذلك لدينا:
ل. الخامس = ن ثابت
تي
عند تمرير درجة الحرارة للعضو الآخر ، لدينا:
ل. الخامس = ن. ثابت. تي
هذه هي معادلة الحالة للغازات المثالية التي اقترحها كلابيرون.
أثبت الكيميائي الإيطالي أميديو أفوجادرو (1776-1856) ذلك الأحجام المتساوية من أي غازات ، والتي تكون في نفس درجة الحرارة وظروف الضغط ، لها نفس عدد الجزيئات. هكذا، 1 مول من أي غاز يحتوي دائمًا على نفس كمية الجزيئات ، وهي
6,0. 1023 (رقم أفوجادرو). هذا يعني ذاك 1 مول من أي غاز يحتل دائمًا نفس الحجم ، والذي ، في الظروف العادية لدرجة الحرارة والضغط (CNTP) ، حيث الضغط يساوي 1 ضغط جوي ودرجة الحرارة 273 كلفن (0 درجة مئوية) ، يساوي 22.4 لترمع وجود هذه البيانات في متناول اليد ، يمكننا معرفة قيمة الثابت في المعادلة أعلاه:
ل. الخامس = ن. ثابت. تي
ثابت = ل. الخامس
ن. تي
ثابت = 1 أجهزة الصراف الآلي. 22.4 لتر
1 مول. 273 ك
ثابت = 0.082 أجهزة الصراف الآلي. ل. مول-1. ك-1
وبالتالي ، تم تعريف هذه القيمة على أنها ثابت الغاز العالمي وأصبح يرمز إليه أيضًا بالحرف ص.
في ظل ظروف مختلفة ، لدينا:
ص = PV = 760 مم زئبق. 22.4 لتر = 62.3 مم زئبق. لتر / مول. ك
nT 1 مول. 273.15 ك
ص = PV = 760 مم زئبق. 22400 مل = 62300 مم زئبق. مل / مول. ك
nT 1 مول. 273.15 ك
ص = PV = 101325 باسكال 0.0224 م3 = 8309 باسكال3/mol. ك
nT 1 مول. 273.15 ك
ص = PV = 100000 باسكال 0.02271 م3 = 8314 باسكال3/mol. ك
nT 1 مول. 273.15 ك
يمكننا بعد ذلك حل المشكلات المتعلقة بالغازات في ظل ظروف مثالية باستخدام معادلة Clapeyron ، لأنها تنطبق على أي نوع من المواقف. ومع ذلك ، من المهم التأكيد على وجوب إيلاء اهتمام دقيق للوحدات المستخدمة لتطبيق القيمة الصحيحة لثابت الغاز العام ، R.
علاوة على ذلك ، نظرًا لأنه يمكن تحديد مقدار المسألة من خلال الصيغة:
ن = معكرونة → ن = م
الكتلة المولية M
يمكننا استبدال "n" في معادلة Clapeyron والحصول على معادلة جديدة يمكن استخدامها في الحالات التي لا يتم فيها توفير قيمة عدد مولات الغاز بشكل مباشر:
ل. الخامس = م . أ. تيم
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm
