ה משוואת clapeyron הוא ביטוי מתמטי שהוצע על ידי הפיזיקאי-כימאי הצרפתי והמהנדס האזרחי בנואה-פייר-אמיל קלפיירון ונוסח לתיאור התנהגותו של גז מושלם. שימו לב למשוואה הבאה:
P.V = n. RT
P = לחץ שנוצר על ידי גַז על קירות המכולה;
V = נפח תפוס על ידי הגז ויכול לבוא לידי ביטוי בליטר או מטר מעוקב;
n = מספר mol (כמות החומר בגז);
הערה: מספר השומות מתבטא בקשר בין מסת הגז (מ ') שלו מסה מולארית (M):
n = M
M
R = קבוע גז כללי המוצע על ידי Clapeyron ותלוי ביחידת הלחץ המשמשת (כספומט הוא 0.082; במ"מ כספית, זה 62.3; ב- KPa זה 8.31);
T = טמפרטורה בה נתון הגז (משמש תמיד ביחידת קלווין).
הערה: כדי להפוך טמפרטורה נתונה במעלות צלזיוס לקלווין, פשוט הוסף את הערך שלה ל 273.
לפיכך, באמצעות משוואת clapeyron, אנו יכולים לקבוע כמה משתנים המתייחסים לגז, כפי שניתן לראות בכל אחת מהדוגמאות המוצעות להלן:
דוגמה ראשונה: (Uefs-BA) מיכל 24.6 ליטר מכיל 1.0 מיל 'חנקן המפעיל לחץ של 1.5 אטום. בתנאים אלה, טמפרטורת הגז בסולם קלווין היא:
א) 30 ב) 40 ג) 45 ד) 300 ה) 450
T =?
n = 1 מול
R = 0.082 כספומט. L / mol. K (כי הלחץ הוא בכספומט)
נפח = 24.6 ליטר
P = 1.5 כספומט
הזנת הנתונים המופיעים ב- משוואת clapeyron, אנו יכולים לקבוע את הטמפרטורה הנדרשת:
P.V = n. RT
1.5,24.6 = 1.0.082.T
36.9 = 0.082 ט
36,9 = T
0,082
T = 450 K
דוגמה שנייה: (Unimep-SP) בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס ובאטמייה אחת, המיסו 0.7 ליטר פחמן דו חמצני בליטר מים מזוקקים. כמות זו של CO2 מייצג:
(נתונים: R = 0.082 atm.l / mol.k; מסות אטומיות: C = 12; 0 = 16).
א) 2.40 גרם
ב) 14.64 גרם
ג) 5.44 גרם
ד) 0.126 גרם
ה) 1.26 גרם
T = 25 מעלות צלזיוס, מה שהוסיף ל- 273 תוצאות ב- 298 ק"ג
m =?
R = 0.082 כספומט. L / mol. K (כי הלחץ הוא בכספומט)
נפח = 0.7 ליטר
P = 1 כספומט
הזנת הנתונים המופיעים ב- משוואת clapeyron, אנו יכולים לקבוע את המסה הנדרשת:
P.V = n. RT
1.0,7 = M .0,082.298
44
0,7 = מ '24,436
44
0.7.44 = מ '24.436
30.8 = מ '24.436
30,8 = מ '
24,436
m = 1.26 גרם (בערך)
דוגמה שלישית: (Fesp-PE) עד 75 אוC ו- 639 מ"מ כספית, 1.065 גרם של חומר תופסים 623 מ"ל במצב גזי. המסה המולקולרית של החומר שווה ל:
א) 58 ב) 0.058 ג) 12.5 ד) 18.36 ה) 0.0125
T = 75 מעלות צלזיוס, מה שהוסיף ל- 273 תוצאות ב- 348 ק"ג
m = 1.065 גרם
R = 62.3 מ"מ כספית. L / mol. K (מכיוון שהלחץ הוא במ"מ כספית)
נפח = 623 מ"ל, שחולק ב -1000 תוצאות ב 0.623 ל '
P = 639 מ"מ כספית
M =?
הזנת הנתונים המופיעים ב- משוואת clapeyron, אנו יכולים לקבוע את המסה המולקולרית הנדרשת:
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
דוגמה 4: (UFRJ) יש צורך לאחסן כמות מסוימת של חמצן גזי (O2). מסת הגז היא 19.2 גרם בטמפרטורה של 277 אוC ולחץ של 1.50 atm. המיכל היחיד שמסוגל לאחסן אותו יהיה בנפח בערך:
נתונים: O = 16, R = 0.082 כספומט. L / mol. ק
א) 4.50L ב) 9.00L c) 18.0L d) 20.5L e) 36.0L
T = 277 ºC, מה שהוסיף ל 273 תוצאות 550 K
m = 19.2 גרם
P = 1.5 כספומט
R = 0.082 כספומט. L / mol. K (מכיוון שהלחץ סופק בכספומט)
נפח =?
הערה: בתחילה עלינו לחשב את המסה הטוחנת של גז החמצן, להכפיל את מספר האטומים במסת היסוד ואז להוסיף את התוצאות:
M = 2.16
M = 32 גרם / מול
הזנת הנתונים המופיעים ב- המשוואה של קלפיירון, אנו יכולים לקבוע את הנפח הנדרש:
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 ליטר (בערך)
דוגמה 5: (Unified-RJ) 5 mol של גז אידיאלי, בטמפרטורה של 27 ºC, תופס נפח של 16.4 ליטר. הלחץ שמופעל על ידי כמות הגז הזו הוא:
נתון: R = 0.082 כספומט. L / mol. ק
א) 0.675 כספומט ב) 0.75 כספומט ג) 6.75 כספומט ד) 7.5 כספומט ה) 75 כספומט
T = 27 מעלות צלזיוס, מה שהוסיף ל- 273 תוצאות ב- 300 ק"ג
n = 5 mol
R = 0.082 כספומט. L / mol. ק
נפח = 16.4 ליטר
P =?
הזנת הנתונים המופיעים ב- משוואת clapeyron, אנו יכולים לקבוע את הלחץ הנדרש:
P.V = n. RT
P.16.4 = 5.0,082,300
עמ '16.4 = 123
P = 123
16,4
P = 7.5 כספומט
דוגמה 6: (Unirio-RJ) 29.0 גרם של חומר טהור ואורגני, במצב גזי, תופסים נפח של 8.20 ליטר, בטמפרטורה של 127 מעלות צלזיוס ולחץ של 1520 מ"מ כספית. הנוסחה המולקולרית של הגז האפשרי היא: (R = 0.082. כספומט. L / mol K)
א) ג2ה6 ב) ג3ה8 ג) ג4ה10 ד) ג5ה12 ה) ג8ה14
T = 127 מעלות צלזיוס, מה שהוסיף ל 273 תוצאות ב 400 K
m = 29 גרם
R = 62.3 מ"מ כספית. L / mol. K (מכיוון שהלחץ הוא במ"מ כספית)
נפח = 8.2 ליטר
P = 1520 מ"מ כספית
M =?
כדי לקבוע את הנוסחה המולקולרית בתרגיל זה, הזן את הנתונים המופיעים ב משוואת clapeyron לקביעת המסה הטוחנת:
P.V = n. RT
1520.8,2 = 29 .62,3.400
M
12464 = 722680
M
12464 מ '= 722680
M = 722680
12464
M = 57.98 גרם למול
לאחר מכן עלינו לקבוע את המסה המולקולרית של כל חלופה נתונה (על ידי הכפלת מספר האטומים לפי מסת האלמנט ואז הוספת התוצאות) כדי לראות איזו מתאימה למסה שנמצאה קוֹדֶם:
א) M = 2.12 + 6.1
M = 24 + 6
M = 30 גרם למול
ב) M = 3.12 + 8.1
M = 36 + 8
M = 44 גרם למול
ג) M = 4.12 + 10
M = 48 + 10
M = 58 גרם למול, כלומר הנוסחה המולקולרית של התרכובת היא C4ה10.
על ידי. דיוגו לופס דיאס
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-equacao-de-clapeyron.htm