LES équation de Clapeyron, aussi connu sous le nom équation d'état des gaz parfaits ou encore équation générale des gaz, créé par le scientifique parisien Benoit Paul Emile Clapeyron (1799-1864), est illustré ci-dessous :
pour. V = n. UNE. T
Étant que:
p = pression du gaz ;
V = volume de gaz ;
n = quantité de matière dans le gaz (en moles) ;
T = température du gaz, mesurée sur l'échelle Kelvin ;
R = constante universelle des gaz parfaits.
Mais comment êtes-vous arrivé à cette équation ?
bien dans le texte Équation générale des gaz, il est montré que lorsqu'une masse fixe d'un gaz subit une transformation en ses trois grandeurs fondamentales, qui sont la pression, le volume et la température, la relation ci-dessous reste constante :
pourinitiale. Vinitiale = pourFinal. VFinal
Tinitiale TFinal
ou
pour. V = constante
T
Cette constante, cependant, est proportionnelle à la quantité de matière dans le gaz, on a donc :
pour. V = n .constante
T
En passant la température à l'autre membre, on a :
pour. V = n. constant. T
C'est l'équation d'état des gaz parfaits proposée par Clapeyron.
Le chimiste italien Amedeo Avogadro (1776-1856) a prouvé que des volumes égaux de tous les gaz, qui sont aux mêmes conditions de température et de pression, ont le même nombre de molécules. Ainsi, 1 mole de tout gaz a toujours la même quantité de molécules, ce qui est 6,0. 1023 (nombre d'Avogadro). Cela signifie que 1 mole de tout gaz occupe également toujours le même volume, qui, dans les Conditions Normales de Température et de Pression (CNTP), dans lesquelles la pression est égale à 1 atm et la température est de 273 K (0°C), est égal à 22.4L.
Avec ces données en main, nous pouvons déterminer la valeur de la constante dans l'équation ci-dessus :
pour. V = n. constant. T
constante = pour. V
n.m. T
constante = 1 guichet automatique. 22,4 L
1 mole 273K
constante = 0,082 atm. L. mole-1. K-1
Ainsi, cette valeur a été définie comme la Constante du gaz universel et il en vint aussi à être symbolisé par la lettre R.
Dans différentes conditions, on a :
R = PV = 760 mmHg. 22,4 L = 62,3 mmHg. L/mol. K
nT 1 mol. 273.15K
R = PV = 760 mmHg. 22 400 ml = 62 300 mmHg. ml/mol. K
nT 1 mol. 273.15K
R = PV = 101 325 Pa. 0,0224 m3 = 8 309 heures3/mol. K
nT 1 mol. 273.15K
R = PV = 100 000 Pa. 0,02271 m3 = 8 314 heures3/mol. K
nT 1 mol. 273.15K
On peut alors résoudre des problèmes impliquant des gaz dans des conditions idéales en utilisant l'équation de Clapeyron, comme elle vaut pour tout type de situation. Cependant, il est important de souligner qu'une attention particulière doit être portée aux unités utilisées pour appliquer la valeur correcte pour la constante universelle des gaz, R.
De plus, puisque la quantité de matière peut être déterminée par la formule :
n = Pâtes → n = m
masse molaire M
on peut substituer « n » dans l'équation de Clapeyron et obtenir une nouvelle équation utilisable dans les cas où la valeur du nombre de moles du gaz n'est pas directement fournie :
pour. V = m . UNE. TM
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm
