क्लैपेरॉन समीकरण फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी-रसायनज्ञ और सिविल इंजीनियर बेनोइट-पियरे-एमिल क्लैपेरॉन द्वारा प्रस्तावित एक गणितीय अभिव्यक्ति है और इसे एक के व्यवहार का वर्णन करने के लिए तैयार किया गया था। उत्तम गैस. निम्नलिखित समीकरण पर ध्यान दें:
पी.वी = एन। आर टी
पी = द्वारा उत्पन्न दबाव गैस कंटेनर की दीवारों पर;
वी = गैस द्वारा कब्जा कर लिया गया मात्रा और लीटर या घन मीटर में व्यक्त किया जा सकता है;
एन = संख्या number मोल (गैस में पदार्थ की मात्रा);
ध्यान दें: मोलों की संख्या गैस के द्रव्यमान (m) और उसके. के बीच संबंध द्वारा व्यक्त की जाती है अणु भार (म):
एन = म
म
आर = क्लैपेरॉन द्वारा प्रस्तावित सामान्य गैस स्थिरांक और प्रयुक्त दबाव इकाई पर निर्भर करता है (एटीएम में, यह 0.082 है; एमएमएचजी में, यह ६२.३ है; केपीए में, यह ८.३१ है);
टी = तापमान जिस पर गैस का प्रयोग किया जाता है (हमेशा केल्विन इकाई में उपयोग किया जाता है)।
ध्यान दें: किसी दिए गए तापमान को डिग्री सेल्सियस में केल्विन में बदलने के लिए, बस इसके मान को 273 में जोड़ें।
इस प्रकार, के उपयोग के माध्यम से क्लैपेरॉन समीकरण, हम गैस के संदर्भ में कई चर निर्धारित कर सकते हैं, जैसा कि आप नीचे दिए गए प्रत्येक उदाहरण में देख सकते हैं:
पहला उदाहरण: (यूएफ्स-बीए) एक २४.६ लीटर कंटेनर में १.० मोल नाइट्रोजन होता है जो १.५ एटीएम का दबाव डालता है। इन शर्तों के तहत, केल्विन पैमाने पर गैस का तापमान होता है:
ए) 30 बी) 40 सी) 45 डी) 300 ई) 450
टी =?
एन = 1 मोल
आर = 0.082 एटीएम। एल / मोल। K (क्योंकि दबाव एटीएम में है)
आयतन = २४.६ एल
पी = 1.5 एटीएम
में प्रदान किए गए डेटा को दर्ज करना क्लैपेरॉन समीकरण, हम आवश्यक तापमान निर्धारित कर सकते हैं:
पी.वी = एन। आर टी
१.५,२४.६ = १.०.०८२.टी
३६.९ = ०.०८२ टी
36,9 = टी
0,082
टी = 450 के
दूसरा उदाहरण: (यूनीमेप-एसपी) २५ C और १ एटीएम पर, एक लीटर आसुत जल में ०.७ लीटर कार्बन डाइऑक्साइड घोलें। सीओ की यह राशि2 के लिए खड़ा है:
(डेटा: R = ०.०८२ atm.l/mol.k; परमाणु द्रव्यमान: C = १२; 0 = 16).
क) 2.40 ग्राम
बी) 14.64 जी
ग) 5.44 ग्राम
डी) 0.126 जी
ई) 1.26 जी
टी = 25 डिग्री सेल्सियस, जो 273 परिणाम 298 के. में जोड़ा गया
एम =?
आर = 0.082 एटीएम। एल / मोल। K (क्योंकि दबाव एटीएम में है)
आयतन = 0.7 एल
पी = 1 एटीएम
में प्रदान किए गए डेटा को दर्ज करना क्लैपेरॉन समीकरण, हम आवश्यक द्रव्यमान निर्धारित कर सकते हैं:
पी.वी = एन। आर टी
1.0,7 = म .0,082.298
44
0,7 = एम.24,436
44
०.७.४४ = मी.२४.४३६
३०.८ = मी.२४.४३६
30,8 = एम
24,436
मी = 1.26 ग्राम (लगभग)
तीसरा उदाहरण: (Fesp-PE) से 75 हेसी और 639 एमएमएचजी, 1.065 ग्राम पदार्थ गैसीय अवस्था में 623 एमएल पर कब्जा कर लेता है। पदार्थ का आणविक द्रव्यमान बराबर होता है:
ए) 58 बी) 0.058 सी) 12.5 डी) 18.36 ई) 0.0125
टी = 75 डिग्री सेल्सियस, जो 273 में 348 के. में परिणाम जोड़ता है
एम = 1.065 जी
आर = ६२.३ एमएमएचजी। एल / मोल। K (क्योंकि दाब mmHg में है)
आयतन = ६२३ एमएल, जिसे १००० से विभाजित करने पर ०.६२३ एल. प्राप्त होता है
पी = ६३९ एमएमएचजी
एम =?
में प्रदान किए गए डेटा को दर्ज करना क्लैपेरॉन समीकरण, हम आवश्यक आणविक द्रव्यमान निर्धारित कर सकते हैं:
पी.वी = एन। आर टी
पीवी = म .आर.टी
म
639.0,623 = 1,065.62,3.348
म
398,097 = 23089,626
म
३९८.०९७ एम = २३०८९.६२६
एम = 23089,626
398,097
एम = 58 यू
चौथा उदाहरण: (UFRJ) गैसीय ऑक्सीजन (O .) की एक निश्चित मात्रा को संग्रहित करना आवश्यक है2). 277. के तापमान पर गैस का द्रव्यमान 19.2 ग्राम है हेसी और 1.50 एटीएम के दबाव पर। इसे स्टोर करने में सक्षम एकमात्र कंटेनर में लगभग इसकी मात्रा होगी:
डेटा: ओ = 16, आर = 0.082 एटीएम। एल / मोल। क
ए) 4.50 एल बी) 9.00 एल सी) 18.0 एल डी) 20.5 एल ई) 36.0 एल
टी = 277 ºC, जो 550 K added में 273 परिणाम जोड़ता है
एम = 19.2 जी
पी = 1.5 एटीएम
आर = 0.082 एटीएम। एल / मोल। K (चूंकि दबाव एटीएम में आपूर्ति की गई थी)
आयतन = ?
ध्यान दें: प्रारंभ में, हमें ऑक्सीजन गैस के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करनी चाहिए, तत्वों के द्रव्यमान से परमाणुओं की संख्या को गुणा करना और फिर परिणाम जोड़ना:
एम = 2.16
एम = 32 ग्राम/मोल
में प्रदान किए गए डेटा को दर्ज करना क्लैपेरॉन का समीकरण, हम आवश्यक मात्रा निर्धारित कर सकते हैं:
पी.वी = एन। आर टी
पीवी = म .आर.टी
म
1.5.वी = 19,2.0,082.550
32
1.5.वी = 865,92
32
1.5.वी.32 = 865.92
48V = 865.92
वी = 865,92
48
18.04 लीटर (लगभग)
5वां उदाहरण: (एकीकृत-आरजे) 27 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक आदर्श गैस का 5 मोल, 16.4 लीटर की मात्रा पर कब्जा कर लेता है। गैस की इस मात्रा द्वारा लगाया गया दबाव है:
दिया गया है: आर = 0.082 एटीएम। एल / मोल। क
ए) 0.675 एटीएम बी) 0.75 एटीएम सी) 6.75 एटीएम डी) 7.5 एटीएम ई) 75 एटीएम
टी = 27 डिग्री सेल्सियस, जो 273 में 300 के. में परिणाम जोड़ता है
एन = 5 मोल
आर = 0.082 एटीएम। एल / मोल। क
आयतन = १६.४ एल
पी =?
में प्रदान किए गए डेटा को दर्ज करना क्लैपेरॉन समीकरण, हम आवश्यक दबाव निर्धारित कर सकते हैं:
पी.वी = एन। आर टी
पी.१६.४ = ५.०,०८२,३००
पी.१६.४ = १२३
पी = 123
16,4
पी = 7.5 एटीएम
छठा उदाहरण: (यूनीरियो-आरजे) एक शुद्ध और कार्बनिक पदार्थ का २९.० ग्राम, गैसीय अवस्था में, १२७ डिग्री सेल्सियस के तापमान और १५२० एमएमएचजी के दबाव पर ८.२० एल की मात्रा पर कब्जा कर लेता है। संभावित गैस का आणविक सूत्र है: (R = 0.082. एटीएम। एल / मोल के)
एसी2एच6 बी) सी3एच8 सी) सी4एच10 घ) सी5एच12 ई) सी8एच14
टी = 127 डिग्री सेल्सियस, जो 400 के. में 273 परिणाम जोड़ता है
एम = 29 जी
आर = ६२.३ एमएमएचजी। एल / मोल। K (क्योंकि दाब mmHg में है)
आयतन = 8.2 एल
पी = १५२० मिमीएचजी
एम =?
इस अभ्यास में आणविक सूत्र निर्धारित करने के लिए, में दिए गए डेटा को दर्ज करें क्लैपेरॉन समीकरण दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करने के लिए:
पी.वी = एन। आर टी
1520.8,2 = 29 .62,3.400
म
12464 = 722680
म
१२४६४एम = ७२२६८०
एम = 722680
12464
एम = 57.98 ग्राम/मोल
इसके बाद, हमें प्रदान किए गए प्रत्येक विकल्प के आणविक द्रव्यमान का निर्धारण करना चाहिए (परमाणुओं की संख्या को गुणा करके तत्व के द्रव्यमान से और फिर परिणाम जोड़कर) यह देखने के लिए कि कौन सा द्रव्यमान पाया गया है पहले:
ए) एम = 2.12 + 6.1
एम = 24 + 6
एम = 30 ग्राम/मोल
बी) एम = 3.12 + 8.1
एम = 36 + 8
एम = ४४ ग्राम/मोल
सी) एम = 4.12 + 10
एम = 48 + 10
M = 58 g/mol, अर्थात् यौगिक का अणुसूत्र C. है4एच10.
मेरे द्वारा। डिओगो लोपेज डायस
स्रोत: ब्राजील स्कूल - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-equacao-de-clapeyron.htm
