ITU persamaan clapeyron adalah ekspresi matematis yang diusulkan oleh fisikawan-kimiawan dan insinyur sipil Prancis Benoit-Pierre-pemile Clapeyron dan diformulasikan untuk menggambarkan perilaku suatu gas sempurna. Perhatikan persamaan berikut:
P.V = n. RT
P = tekanan yang dihasilkan oleh gas di dinding wadah;
V = volume yang ditempati oleh gas dan dapat dinyatakan dalam liter atau meter kubik;
n = jumlah mol (jumlah materi dalam gas);
catatan: Jumlah mol dinyatakan dengan hubungan antara massa gas (m) dan masa molar (L):
n = saya
saya
R = konstanta gas umum yang diusulkan oleh Clapeyron dan tergantung pada satuan tekanan yang digunakan (dalam atm, 0,082; dalam mmHg, adalah 62,3; di KPa adalah 8,31);
T = suhu di mana gas dikenai (selalu digunakan dalam satuan Kelvin).
catatan: Untuk mengubah suhu tertentu dalam derajat Celcius ke Kelvin, cukup tambahkan nilainya menjadi 273.
Jadi, melalui penggunaan persamaan clapeyron, kita dapat menentukan beberapa variabel yang mengacu pada gas, seperti yang dapat Anda lihat di setiap contoh yang diusulkan di bawah ini:
Contoh 1: (Uefs-BA) Sebuah wadah 24,6 L berisi 1,0 mol nitrogen yang memberikan tekanan 1,5 atm. Dalam kondisi ini, suhu gas pada skala Kelvin adalah:
a) 30 b) 40 c) 45 d) 300 e) 450
T = ?
n = 1 mol
R = 0,082 atm. L/mol. K (karena tekanan dalam atm)
Volume = 24,6 L
P = 1,5 atm
Memasukkan data yang disediakan di persamaan clapeyron, kita dapat menentukan suhu yang diperlukan:
P.V = n. RT
1,5,24.6 = 1.0.082.T
36,9 = 0,082T
36,9 = T
0,082
T = 450 K
Contoh ke-2: (Unimep-SP) Pada 25 C dan 1 atm, larutkan 0,7 liter karbon dioksida dalam satu liter air suling. Jumlah CO ini2 berdiri untuk:
(Data: R = 0,082 atm.l/mol.k; Massa atom: 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, yang ditambahkan ke 273 menghasilkan 298 K
m = ?
R = 0,082 atm. L/mol. K (karena tekanan dalam atm)
Volume = 0,7 L
P = 1 atm
Memasukkan data yang disediakan di persamaan clapeyron, kita dapat menentukan massa yang dibutuhkan:
P.V = n. RT
1.0,7 = saya .0,082.298
44
0,7 = m.24.436
44
0.7.44 = m.24.436
30.8 = m.24.436
30,8 = m
24,436
m = 1,26 g (kurang-lebih)
Contoh ke-3: (Fesp-PE) Sampai 75 HAIC dan 639 mmHg, 1,065 g zat menempati 623 ml dalam keadaan gas. Massa molekul zat sama dengan:
a) 58 b) 0,058 c) 12,5 d) 18,36 e) 0,0125
T = 75 °C, yang ditambahkan ke 273 menghasilkan 348 K
m = 1,065 g
R = 62,3 mmHg. L/mol. K (karena tekanan dalam mmHg)
Volume = 623 mL, dibagi 1000 menghasilkan 0,623 L
P = 639 mmHg
M = ?
Memasukkan data yang disediakan di persamaan clapeyron, kita dapat menentukan massa molekul yang diperlukan:
P.V = n. RT
PV = saya .R.T
saya
639.0,623 = 1,065.62,3.348
saya
398,097 = 23089,626
saya
398.097M = 23089.626
M = 23089,626
398,097
M = 58 u
Contoh ke-4: (UFRJ) Hal ini diperlukan untuk menyimpan sejumlah oksigen gas (O2). Massa gas adalah 19,2 g pada suhu 277 HAIC dan pada tekanan 1,50 atm. Satu-satunya wadah yang mampu menyimpannya akan memiliki volume kira-kira:
Data: 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, yang ditambahkan ke 273 menghasilkan 550 K
m = 19,2 g
P = 1,5 atm
R = 0,082 atm. L/mol. K (karena tekanan diberikan dalam atm)
Volume = ?
catatan: Awalnya, kita harus menghitung massa molar gas oksigen, mengalikan jumlah atom dengan massa elemen dan kemudian menambahkan hasilnya:
M = 2.16
M = 32 g/mol
Memasukkan data yang disediakan di persamaan Clapeyron, kita dapat menentukan volume yang dibutuhkan:
P.V = n. RT
PV = saya .R.T
saya
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 (kurang-lebih)
Contoh ke-5: (Unified-RJ) 5 mol gas ideal, pada suhu 27 C, menempati volume 16,4 liter. Tekanan yang diberikan oleh jumlah gas ini adalah:
Diketahui: 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, yang ditambahkan ke 273 menghasilkan 300 K
n = 5 mol
R = 0,082 atm. L/mol. K
Volume = 16,4 L
P = ?
Memasukkan data yang disediakan di persamaan clapeyron, kita dapat menentukan tekanan yang diperlukan:
P.V = n. RT
P.16.4 = 5.0.082.300
P.16.4 = 123
P = 123
16,4
P = 7,5 atm
Contoh ke-6: (Unirio-RJ) 29,0 g zat murni dan organik, dalam keadaan gas, menempati volume 8,20 L, pada suhu 127 °C dan tekanan 1520 mmHg. Rumus molekul gas yang mungkin adalah: (R = 0,082. atm .L/mol K)
a) C2H6 b) C3H8 c) C4H10 d) C5H12 e) C8H14
T = 127 °C, yang ditambahkan ke 273 menghasilkan 400 K
m = 29 g
R = 62,3 mmHg. L/mol. K (karena tekanan dalam mmHg)
Volume = 8,2 L
P = 1520 mmHg
M = ?
Untuk menentukan rumus molekul dalam latihan ini, masukkan data yang tersedia di persamaan clapeyron untuk menentukan massa molar:
P.V = n. RT
1520.8,2 = 29 .62,3.400
saya
12464 = 722680
saya
12464M = 722680
M = 722680
12464
M = 57,98 g/mol
Selanjutnya, kita harus menentukan massa molekul dari setiap alternatif yang disediakan (dengan mengalikan jumlah atom dengan massa elemen dan kemudian menambahkan hasilnya) untuk melihat mana yang cocok dengan massa yang ditemukan sebelumnya:
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, rumus molekul senyawa tersebut adalah C4H10.
Oleh Saya Diogo Lopes Dias
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-equacao-de-clapeyron.htm
