THE clapeyroni võrrand on matemaatiline väljend, mille pakkus välja prantsuse füüsik-keemik ja ehitusinsener Benoit-Pierre-Émile Clapeyron ja mis on sõnastatud inimese käitumise kirjeldamiseks. ideaalne gaas. Pange tähele järgmist võrrandit:
P.V = n. RT
P = tekitatud rõhk gaas konteineri seintel;
V = gaasi maht ja seda saab väljendada liitrites või kuupmeetrites;
n = arv mol (aine kogus gaasis);
Märge: Moolide arvu väljendab seos gaasi massi (m) ja selle vahel molaarmass (M):
n = m
M
R = Clapeyroni pakutud üldine gaasikonstant ja sõltub kasutatavast rõhuühikust (atm-is on see 0,082; mmHg-s on see 62,3; KPa-s on see 8,31);
T = temperatuur, mille juures gaas avaldub (kasutatakse alati Kelvini ühikus).
Märge: Antud temperatuuri teisendamiseks Celsiuse kraadides Kelviniks lisage selle väärtus väärtusele 273.
Seega, kasutades clapeyroni võrrand, saame määrata mitu gaasile viitavat muutujat, nagu näete igas allpool pakutud näites:
1. näide: (Uefs-BA) 24,6 l mahuti sisaldab 1,0 mol lämmastikku, avaldades rõhku 1,5 atm. Nendes tingimustes on gaasi temperatuur Kelvini skaalal:
a) 30 b) 40 c) 45 d) 300 e) 450
T =?
n = 1 mol
R = 0,082 atm. L / mol. K (kuna rõhk on atm)
Maht = 24,6 L
P = 1,5 atm
Sisestage andmed, mis on esitatud clapeyroni võrrand, saame määrata vajaliku temperatuuri:
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. näide: (Unimep-SP) 25 ° C ja 1 atm juures lahustatakse 0,7 liitrit süsinikdioksiidi ühes liitris destilleeritud vees. See CO kogus2 tähistab:
(Andmed: R = 0,082 atm.l / mol.k; Aatomimassid: C = 12; 0 = 16).
a) 2,40 g
b) 14,64 g
c) 5,44 g
d) 0,126 g
e) 1,26 g
T = 25 ° C, mis lisati 273-le, tulemuseks oli 298 K
m =?
R = 0,082 atm. L / mol. K (kuna rõhk on atm)
Maht = 0,7 L
P = 1 atm
Sisestage andmed, mis on esitatud clapeyroni võrrand, saame määrata vajaliku massi:
P.V = n. RT
1.0,7 = m .0,082.298
44
0,7 = m 24436
44
0,7,44 = m 24,436
30,8 = m 24,436
30,8 = m
24,436
m = 1,26 g (umbes)
3. näide: (Fesp-PE) 75-ni OC ja 639 mmHg, 1,065 g ainet hõivab gaasilises olekus 623 ml. Aine molekulmass on võrdne järgmisega:
a) 58 b) 0,058 c) 12,5 d) 18,36 e) 0,0125
T = 75 ° C, mis lisati 273-le, tulemuseks oli 348 K
m = 1,065 g
R = 62,3 mmHg. L / mol. K (kuna rõhk on mmHg)
Maht = 623 ml, mis jagatakse 1000-ga, tulemuseks on 0,623 L
P = 639 mmHg
M =?
Sisestage andmed, mis on esitatud clapeyroni võrrand, saame määrata vajaliku molekulmassi:
P.V = n. RT
PV = m .R.T
M
639.0,623 = 1,065.62,3.348
M
398,097 = 23089,626
M
398,097M = 23089,626
M = 23089,626
398,097
M = 58 u
4. näide: (UFRJ) On vaja säilitada teatud kogus gaasilist hapnikku (O2). Gaasimass on 19,2 g temperatuuril 277 OC ja rõhul 1,50 atm. Ainus mahuti, mis seda mahutab, on umbes:
Andmed: O = 16, R = 0,082 atm. L / mol. K
a) 4,50L b) 9,00L c) 18,0L d) 20,5L e) 36,0L
T = 277 ° C, mis lisandus 273-le, annab tulemuseks 550 K
m = 19,2 g
P = 1,5 atm
R = 0,082 atm. L / mol. K (kuna rõhk tarniti atm-is)
Maht =?
Märge: Esialgu peame arvutama hapniku gaasi molaarmassi, korrutades aatomite arvu elemendi massiga ja lisades seejärel tulemused:
M = 2,16
M = 32 g / mol
Sisestage andmed, mis on esitatud Clapeyroni võrrand, saame määrata vajaliku mahu:
P.V = n. RT
PV = m .R.T
M
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 (umbes)
5. näide: (Unified-RJ) 5 mooli ideaalse gaasi temperatuuril 27 ºC hõivab 16,4 liitrit. Selle gaasikoguse avaldatav rõhk on:
Arvestades: R = 0,082 atm. L / mol. K
a) 0,675 atm b) 0,75 atm c) 6,75 atm d) 7,5 atm e) 75 atm
T = 27 ° C, mis lisati 273-le, tulemuseks oli 300 K
n = 5 mol
R = 0,082 atm. L / mol. K
Maht = 16,4 l
P =?
Sisestage andmed, mis on esitatud clapeyroni võrrand, saame määrata vajaliku rõhu:
P.V = n. RT
P.16,4 = 5,0882,300
P.16,4 = 123
P = 123
16,4
P = 7,5 atm
6. näide: (Unirio-RJ) 29,0 g puhast ja orgaanilist ainet gaasilises olekus mahutab 8,20 L temperatuuril 127 ° C ja rõhul 1520 mmHg. Tõenäolise gaasi molekulvalem on: (R = 0,082. atm. L / mol K)
a) C2H6 b) C3H8 c) C4H10 d) C5H12 e) C8H14
T = 127 ° C, mis lisati 273-le, tulemuseks oli 400 K
m = 29 g
R = 62,3 mmHg. L / mol. K (kuna rõhk on mmHg)
Maht = 8,2 l
P = 1520 mmHg
M =?
Selles ülesandes molekulaarvalemi määramiseks sisestage tabelis esitatud andmed clapeyroni võrrand molaarmassi määramiseks:
P.V = n. RT
1520.8,2 = 29 .62,3.400
M
12464 = 722680
M
12464M = 722680
M = 722680
12464
M = 57,98 g / mol
Järgmisena peame määrama iga antud alternatiivi molekulmassi (korrutades aatomite arvu elemendi massi järgi ja lisades seejärel tulemused), et näha, milline neist vastab leitud massile varem:
a) M = 2,12 + 6,1
M = 24 + 6
M = 30 g / mol
b) M = 3,12 + 8,1
M = 36 + 8
M = 44 g / mol
c) M = 4,12 + 10
M = 48 + 10
M = 58 g / mol, see tähendab, et ühendi molekulaarne valem on C4H10.
Minu poolt. Diogo Lopes Dias
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-equacao-de-clapeyron.htm