DE clapeyron-ligning er et matematisk uttrykk foreslått av den franske fysiker-kjemiker og sivilingeniør Benoit-Pierre-Émile Clapeyron og ble formulert for å beskrive atferden til en perfekt gass. Legg merke til følgende ligning:
P.V = n. RT
P = trykk generert av gass på containerens vegger;
V = volum okkupert av gassen og kan uttrykkes i liter eller kubikkmeter;
n = antall mol (mengde materie i gassen);
Merk: Antall mol uttrykkes av forholdet mellom gassens masse (m) og dens molær masse (M):
n = m
M
R = generell gasskonstant foreslått av Clapeyron og avhenger av trykkenheten som brukes (i atm er den 0,082; i mmHg er det 62,3; i KPa er det 8,31);
T = temperaturen som gassen utsettes for (alltid brukt i Kelvin-enheten).
Merk: For å transformere en gitt temperatur i grader Celsius til Kelvin, bare legg verdien til 273.
Dermed, gjennom bruk av clapeyron-ligning, kan vi bestemme flere variabler som refererer til en gass, som du kan se i hvert av eksemplene som er foreslått nedenfor:
Første eksempel: (Uefs-BA) En 24,6 L beholder inneholder 1,0 mol nitrogen som utøver et trykk på 1,5 atm. Under disse forholdene er gastemperaturen på Kelvin-skalaen:
a) 30 b) 40 c) 45 d) 300 e) 450
T =?
n = 1 mol
R = 0,082 atm. L / mol. K (fordi trykket er i atm)
Volum = 24,6 l
P = 1,5 atm
Angi dataene som er gitt i clapeyron-ligning, kan vi bestemme ønsket temperatur:
P.V = n. RT
1,5,24,6 = 1.0.082.T
36,9 = 0,082T
36,9 = T
0,082
T = 450 K
Andre eksempel: (Unimep-SP) Ved 25 ºC og 1 atm, oppløs 0,7 liter karbondioksid i en liter destillert vann. Denne mengden CO2 står for:
(Data: R = 0,082 atm.l / mol.k; Atommasser: 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, noe som tilførte 273 resultater i 298 K
m =?
R = 0,082 atm. L / mol. K (fordi trykket er i atm)
Volum = 0,7 l
P = 1 atm
Angi dataene som er gitt i clapeyron-ligning, kan vi bestemme den nødvendige massen:
P.V = n. RT
1.0,7 = m .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 (omtrent)
3. eksempel: (Fesp-PE) Til 75 OC og 639 mmHg, 1.065 g av et stoff opptar 623 ml i gassform. Stoffets molekylvekt er lik:
a) 58 b) 0,058 c) 12,5 d) 18,36 e) 0,0125
T = 75 ° C, noe som tilførte 273 resultater i 348 K
m = 1,065 g
R = 62,3 mmHg. L / mol. K (fordi trykket er i mmHg)
Volum = 623 ml, som delt på 1000 gir 0,623 liter
P = 639 mmHg
M =?
Angi dataene som er gitt i clapeyron-ligning, kan vi bestemme den nødvendige molekylmassen:
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
Fjerde eksempel: (UFRJ) Det er nødvendig å lagre en viss mengde gassformig oksygen (O2). Gassmassen er 19,2 g ved en temperatur på 277 OC og ved et trykk på 1,50 atm. Den eneste beholderen som kan lagre den, har omtrent volumet av:
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 ºC, som tilførte 273 resultater i 550 K
m = 19,2 g
P = 1,5 atm
R = 0,082 atm. L / mol. K (siden trykket ble levert i atm)
Volum =?
Merk: I utgangspunktet må vi beregne molarmassen til oksygengassen, multiplisere antall atomer med massen til elementet og deretter legge til resultatene:
M = 2,16
M = 32 g / mol
Angi dataene som er gitt i Clapeyrons ligning, vi kan bestemme ønsket volum:
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 L (omtrent)
5. eksempel: (Unified-RJ) 5 mol av en ideell gass, ved en temperatur på 27 ºC, opptar et volum på 16,4 liter. Trykket som utøves av denne mengden gass er:
Gitt: 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, noe som tilførte 273 resultater i 300 K
n = 5 mol
R = 0,082 atm. L / mol. K
Volum = 16,4 l
P =?
Angi dataene som er gitt i clapeyron-ligning, kan vi bestemme ønsket trykk:
P.V = n. RT
P.16.4 = 5,0,082,300
P.16.4 = 123
P = 123
16,4
P = 7,5 atm
6. eksempel: (Unirio-RJ) 29,0 g av et rent og organisk stoff, i gassform, opptar et volum på 8,20 L, ved en temperatur på 127 ° C og et trykk på 1520 mmHg. Molekylformelen for den sannsynlige gassen er: (R = 0,082. minibank. L / mol K)
a) C2H6 b) C3H8 c) C4H10 d) C5H12 e) C8H14
T = 127 ° C, noe som tilførte 273 resultater i 400 K
m = 29 g
R = 62,3 mmHg. L / mol. K (fordi trykket er i mmHg)
Volum = 8,2 l
P = 1520 mmHg
M =?
For å bestemme molekylformelen i denne øvelsen, skriv inn dataene gitt i clapeyron-ligning for å bestemme molarmassen:
P.V = n. RT
1520.8,2 = 29 .62,3.400
M
12464 = 722680
M
12464M = 722680
M = 722680
12464
M = 57,98 g / mol
Deretter må vi bestemme molekylmassen til hvert gitt alternativ (ved å multiplisere antall atomer etter massen av elementet og deretter legge til resultatene) for å se hvilken som samsvarer med massen som ble funnet tidligere:
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, det vil si at molekylformelen til forbindelsen er C4H10.
Av meg. Diogo Lopes Dias
Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-equacao-de-clapeyron.htm
