DE clapeyron vergelijking, ook gekend als perfecte gastoestand vergelijking of toch algemene gasvergelijking, gemaakt door de Parijse wetenschapper Benoit Paul Emile Clapeyron (1799-1864), wordt hieronder weergegeven:
voor. V = zn. A. t
Dat zijn:
p = gasdruk;
V = gasvolume;
n = hoeveelheid materie in het gas (in mol);
T = gastemperatuur, gemeten op de schaal van kelvin;
R = universele constante van perfecte gassen.
Maar hoe ben je tot deze vergelijking gekomen?
goed in de tekst Algemene gasvergelijking, het is aangetoond dat wanneer een vaste massa van een gas transformatie ondergaat in zijn drie fundamentele grootheden, namelijk druk, volume en temperatuur, de onderstaande relatie constant blijft:
voorvoorletter. Vvoorletter = voorLaatste. VLaatste
tvoorletter tLaatste
of
voor. V = constante
t
Deze constante is echter evenredig met de hoeveelheid materie in het gas, dus we hebben:
voor. V = n .constant
t
Als we de temperatuur doorgeven aan het andere lid, hebben we:
voor. V = zn. constante. t
Dit is de toestandsvergelijking voor perfecte gassen voorgesteld door Clapeyron.
De Italiaanse chemicus Amedeo Avogadro (1776-1856) bewees dat: gelijke volumes van alle gassen, die dezelfde temperatuur en druk hebben, hebben hetzelfde aantal moleculen. Dus, 1 mol van elk gas heeft altijd dezelfde hoeveelheid moleculen, dat is 6,0. 1023 (aantal Avogadro). Dit betekent dat 1 mol van elk gas neemt ook altijd hetzelfde volume in, dat, in de normale omstandigheden van temperatuur en druk (CNTP), waarin de druk gelijk is aan 1 atm en de temperatuur 273 K (0°C), gelijk is aan 22.4L.
Met deze gegevens in de hand kunnen we de waarde van de constante in de bovenstaande vergelijking berekenen:
voor. V = zn. constante. t
constante = voor. V
N. t
constante = 1 pinautomaat 22,4 L
1 mol. 273K
constante = 0,082 atm. L. mol-1. K-1
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Deze waarde werd dus gedefinieerd als de universele gasconstante en het werd ook gesymboliseerd door de letter R.
Onder verschillende omstandigheden hebben we:
R = PV = 760 mmHg. 22,4 L = 62,3 mmHg. l/mol. K
nT 1mol. 273,15K
R = PV = 760 mmHg. 22 400 ml = 62 300 mmHg. ml/mol. K
nT 1mol. 273,15K
R = PV = 101 325 Pa. 0,0224 m3 = 8.309 Pa.m3/mol. K
nT 1mol. 273,15K
R = PV = 100.000 Pa. 0,02271 m3 = 8.314 Pa.m3/mol. K
nT 1mol. 273,15K
We kunnen dan problemen met gassen oplossen onder ideale omstandigheden met behulp van de Clapeyron-vergelijking, die geldt voor elk type situatie. Het is echter belangrijk om te benadrukken dat zorgvuldige aandacht moet worden besteed aan de eenheden die worden gebruikt om de juiste waarde voor de universele gasconstante R toe te passen.
Bovendien, aangezien de hoeveelheid materie kan worden bepaald door de formule:
n = pasta → n = m
molaire massa M
we kunnen "n" in de Clapeyron-vergelijking vervangen en een nieuwe vergelijking verkrijgen die kan worden gebruikt in gevallen waarin de waarde van het aantal mol van het gas niet direct wordt gegeven:
voor. V = m . A. tm
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijk:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Statusvergelijking voor gassen (Clapeyron-vergelijking)"; Braziliaanse School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/equacao-estado-dos-gases-equacao-clapeyron.htm. Betreden op 27 juli 2021.
Wat zijn gassen, wat zijn de eigenschappen van gassen, moleculaire verbindingen, samendrukbaarheid, vast volume, kinetische energie gemiddelde, absolute temperatuur van een gas, ideaal gas, echte gassen, perfect gas, gastoestandsvariabelen, volume van een gas, seizoenen
Scheikunde
Atmosferische druk, relatie tussen de kracht uitgeoefend op een bepaald oppervlak, gebieden op grote hoogte, kleinste hoeveelheid luchtdeeltjes per volume-eenheid, Bolivia, China, Colombia, Ecuador, Staten Verenigd.
