НА уравнение на клапейрон е математически израз, предложен от френския физик-химик и строителен инженер Беноа-Пиер-Емил Клапейрон и е формулиран, за да опише поведението на перфектен газ. Обърнете внимание на следното уравнение:
P.V = n. RT
P = налягане, генерирано от газ по стените на контейнера;
V = обемът, зает от газа и може да бъде изразен в литри или кубични метри;
n = брой на мол (количество вещество в газа);
Забележка: Броят на бенките се изразява чрез връзката между масата на газа (m) и неговата моларна маса (М):
n = м
М
R = обща газова константа, предложена от Clapeyron и зависи от използваната единица за налягане (в атм, тя е 0,082; в mmHg, това е 62,3; в KPa е 8,31);
T = температура, при която е подложен газът (винаги се използва в уреда на Келвин).
Забележка: За да преобразувате дадена температура в градуси по Целзий в Келвин, просто добавете нейната стойност към 273.
По този начин, чрез използването на уравнение на клапейрон, можем да определим няколко променливи, отнасящи се до газ, както можете да видите във всеки от примерите, предложени по-долу:
1-ви пример: (Uefs-BA) Контейнер от 24,6 L съдържа 1,0 mol азот, упражняващ налягане от 1,5 atm. При тези условия температурата на газа по скалата на Келвин е:
а) 30 б) 40 в) 45 г) 300 д) 450
T =?
п = 1 мол
R = 0,082 атм. L / mol. K (тъй като налягането е в атм)
Обем = 24,6 л
P = 1,5 атм
Въвеждане на данните, предоставени в уравнение на клапейрон, можем да определим необходимата температура:
P.V = n. RT
1,5,24,6 = 1,0.082.T
36,9 = 0,082T
36,9 = T
0,082
T = 450 K
2-ри пример: (Unimep-SP) При 25 ° C и 1 атм, разтворете 0,7 литра въглероден диоксид в един литър дестилирана вода. Това количество CO2 означава:
(Данни: R = 0,082 atm.l / mol.k; Атомни маси: C = 12; 0 = 16).
а) 2,40 g
б) 14,64 g
в) 5.44 g
г) 0,126 g
д) 1,26 g
T = 25 ° C, което добави към 273 резултата в 298 K
m =?
R = 0,082 атм. L / mol. K (тъй като налягането е в атм)
Обем = 0,7 л
P = 1 атм
Въвеждане на данните, предоставени в уравнение на клапейрон, можем да определим необходимата маса:
P.V = n. RT
1.0,7 = м .0,082.298
44
0,7 = м. 24 436
44
0.7.44 = m.24.436
30,8 = m 24436
30,8 = m
24,436
m = 1,26 g (приблизително)
3-ти пример: (Fesp-PE) До 75 ОС и 639 mmHg, 1,065 g вещество заемат 623 ml в газообразно състояние. Молекулната маса на веществото е равна на:
а) 58 б) 0,058 в) 12,5 г) 18,36 д) 0,0125
T = 75 ° C, което добави към 273 резултата в 348 K
m = 1,065 g
R = 62.3 mmHg. L / mol. K (тъй като налягането е в mmHg)
Обем = 623 мл, което разделено на 1000 води до 0.623 л
P = 639 mmHg
М =?
Въвеждане на данните, предоставени в уравнение на клапейрон, можем да определим необходимата молекулна маса:
P.V = n. RT
PV = м .R.T
М
639.0,623 = 1,065.62,3.348
М
398,097 = 23089,626
М
398,097 М = 23089,626
М = 23089,626
398,097
М = 58 u
4-ти пример: (UFRJ) Необходимо е да се съхранява определено количество газообразен кислород (O2). Масата на газа е 19,2 g при температура 277 ОС и при налягане от 1,50 атм. Единственият контейнер, който може да го съхранява, ще има приблизително обема на:
Данни: O = 16, R = 0,082 атм. L / mol. К
а) 4.50L б) 9.00L в) 18.0L г) 20.5L д) 36.0L
T = 277 ºC, което добавя към 273 резултата в 550 K
m = 19,2 g
P = 1,5 атм
R = 0,082 атм. L / mol. K (тъй като налягането се подава в атм)
Обем =?
Забележка: Първоначално трябва да изчислим моларната маса на кислородния газ, като умножим броя на атомите по масата на елемента и след това добавим резултатите:
М = 2,16
М = 32 g / mol
Въвеждане на данните, предоставени в Уравнението на Клапейрон, можем да определим необходимия обем:
P.V = n. RT
PV = м .R.T
М
1.5.V = 19,2.0,082.550
32
1.5.V = 865,92
32
1.5.V.32 = 865.92
48V = 865,92
V = 865,92
48
18.04 L (приблизително)
5-ти пример: (Unified-RJ) 5 mol идеален газ, при температура 27 ºC, заемат обем от 16,4 литра. Натискът, упражняван от това количество газ, е:
Дадено: R = 0,082 атм. L / mol. К
а) 0,675 атм б) 0,75 атм в) 6,75 атм г) 7,5 атм д) 75 атм
T = 27 ° C, което добави към 273 резултата в 300 K
п = 5 мола
R = 0,082 атм. L / mol. К
Обем = 16,4 л
P =?
Въвеждане на данните, предоставени в уравнение на клапейрон, можем да определим необходимото налягане:
P.V = n. RT
Р.16.4 = 5.0.082.300
Р.16.4 = 123
P = 123
16,4
P = 7,5 атм
6-ти пример: (Unirio-RJ) 29,0 g чисто и органично вещество, в газообразно състояние, заемат обем от 8,20 L, при температура 127 ° C и налягане 1520 mmHg. Молекулната формула на вероятния газ е: (R = 0,082. atm .L / mol K)
а) В2Н6 б) С3Н8 в) С4Н10 г) С5Н12 д) С8Н14
T = 127 ° C, което добави към 273 резултата в 400 K
m = 29 g
R = 62.3 mmHg. L / mol. K (тъй като налягането е в mmHg)
Обем = 8,2 л
P = 1520 mmHg
М =?
За да определите молекулната формула в това упражнение, въведете данните, предоставени в уравнение на клапейрон за определяне на моларната маса:
P.V = n. RT
1520.8,2 = 29 .62,3.400
М
12464 = 722680
М
12464M = 722680
М = 722680
12464
М = 57,98 g / mol
След това трябва да определим молекулната маса на всяка дадена алтернатива (като умножим броя на атомите от масата на елемента и след това добавяне на резултатите), за да се види кой от тях съответства на намерената маса преди това:
а) М = 2,12 + 6,1
М = 24 + 6
М = 30 g / mol
б) М = 3,12 + 8,1
М = 36 + 8
М = 44 g / mol
в) М = 4,12 + 10
М = 48 + 10
М = 58 g / mol, т.е. молекулната формула на съединението е С4Н10.
От мен Диого Лопес Диас
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-equacao-de-clapeyron.htm
