Persamaan Keadaan untuk Gas (Persamaan Clapeyron)

NS persamaan clapeyron, juga dikenal sebagai persamaan keadaan gas sempurna atau belum persamaan gas umum, yang dibuat oleh ilmuwan Paris Benoit Paul Emile Clapeyron (1799-1864), ditunjukkan di bawah ini:

untuk. V = n. A. T

Menjadi itu:

p = tekanan gas;

V = volume gas;

n = jumlah materi dalam gas (dalam mol);

T = suhu gas, diukur dalam skala kelvin;

R = konstanta universal gas sempurna.

Tapi bagaimana Anda sampai pada persamaan ini?

baik dalam teks Persamaan gas umum, ditunjukkan bahwa ketika massa tetap gas mengalami transformasi menjadi tiga besaran pokoknya, yaitu tekanan, volume dan suhu, hubungan di bawah ini tetap konstan:

untuk_awal. V_awal = untuk_Terakhir. V_Terakhir
T_awal T_Terakhir

atau

untuk. V = konstan
T

Konstanta ini, bagaimanapun, sebanding dengan jumlah materi dalam gas, jadi kami memiliki:

untuk. V = n .konstanta
T

Melewati suhu ke anggota lain, kami memiliki:

untuk. V = n. konstan. T

Ini adalah persamaan keadaan untuk gas sempurna yang diusulkan oleh Clapeyron.

Kimiawan Italia Amedeo Avogadro (1776-1856) membuktikan bahwa

volume yang sama dari setiap gas, yang pada suhu dan kondisi tekanan yang sama, memiliki jumlah molekul yang sama. Dengan demikian, 1 mol setiap gas selalu memiliki jumlah molekul yang sama, yaitu 6,0. 10²³ (jumlah Avogadro). Ini berarti bahwa 1 mol gas apapun juga selalu menempati volume yang sama, yang dalam Kondisi Normal Suhu dan Tekanan (CNTP), di mana tekanan sama dengan 1 atm dan suhu 273 K (0 °C), sama dengan 22.4L.

Dengan data ini di tangan, kita dapat mengetahui nilai konstanta dalam persamaan di atas:

untuk. V = n. konstan. T
konstan = untuk. V
n. T

konstan = 1 atm. 22.4 L
1 mol 273K

konstan = 0,082 atm. L mol^-1. K^-1

Jangan berhenti sekarang... Ada lagi setelah iklan ;)

Dengan demikian, nilai ini didefinisikan sebagai konstanta gas universal dan itu juga dilambangkan dengan huruf R.

Dalam kondisi yang berbeda, kami memiliki:

R = PV = 760mmHg. 22.4 L = 62,3mmHg. L/mol. K
nT 1 mol. 273.15K

R = PV = 760mmHg. 22 400 ml = 62300mmHg. mL/mol. K
nT 1 mol. 273.15K

R = PV = 101 325 Pa 0,0224 m³ = 8.309 Pa.m³/mol. K
nT 1 mol. 273.15K

R = PV = 100.000 Pa 0,02271 m³ = 8,314 Pa.m³/mol. K
nT 1 mol. 273.15K

Kami kemudian dapat memecahkan masalah yang melibatkan gas dalam kondisi ideal menggunakan persamaan Clapeyron, seperti yang berlaku untuk semua jenis situasi. Namun, penting untuk menekankan bahwa perhatian yang cermat harus diberikan pada unit yang digunakan untuk menerapkan nilai yang benar untuk konstanta gas universal, R.

Selanjutnya, karena jumlah materi dapat ditentukan dengan rumus:

n = Semacam spageti → n = M
massa molar M

kita dapat mengganti "n" dalam persamaan Clapeyron dan memperoleh persamaan baru yang dapat digunakan dalam kasus di mana nilai jumlah mol gas tidak diberikan secara langsung:

untuk. V = M . A. TM

Oleh Jennifer Fogaa
Lulus kimia

Apakah Anda ingin mereferensikan teks ini di sekolah atau karya akademis? Lihat:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Persamaan Keadaan untuk Gas (Persamaan Clapeyron)"; Sekolah Brasil. Tersedia di: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm. Diakses pada 27 Juli 2021.

gas

Apa itu gas, apa sifat-sifat gas, senyawa molekul, kompresibilitas, volume tetap, energi kinetik rata-rata, suhu mutlak gas, gas ideal, gas nyata, gas sempurna, variabel keadaan gas, volume gas, musim