THE ecuația clapeyron este o expresie matematică propusă de fizicianul-chimist francez și inginerul civil Benoit-Pierre-Émile Clapeyron și a fost formulată pentru a descrie comportamentul unui gaz perfect. Rețineți următoarea ecuație:
P.V = n. RT
P = presiunea generată de gaz pe pereții containerului;
V = volumul ocupat de gaz și poate fi exprimat în litri sau metri cubi;
n = numărul de mol (cantitatea de materie din gaz);
Notă: Numărul de moli este exprimat prin relația dintre masa gazului (m) și a acestuia Masă molară (M):
n = m
M
R = constantă generală de gaz propusă de Clapeyron și depinde de unitatea de presiune utilizată (în atm, este 0,082; în mmHg, este 62,3; în KPa, este 8.31);
T = temperatura la care este supus gazul (utilizată întotdeauna în unitatea Kelvin).
Notă: Pentru a transforma o anumită temperatură în grade Celsius în Kelvin, trebuie doar să adăugați valoarea sa la 273.
Astfel, prin utilizarea ecuația clapeyron, putem determina mai multe variabile referitoare la un gaz, după cum puteți vedea în fiecare dintre exemplele propuse mai jos:
Primul exemplu: (Uefs-BA) Un recipient de 24,6 L conține 1,0 mol de azot care exercită o presiune de 1,5 atm. În aceste condiții, temperatura gazului pe scara Kelvin este:
a) 30 b) 40 c) 45 d) 300 e) 450
T =?
n = 1 mol
R = 0,082 atm. L / mol. K (deoarece presiunea este în atm)
Volum = 24,6 L
P = 1,5 atm
Introducerea datelor furnizate în ecuația clapeyron, putem determina temperatura necesară:
P.V = n. RT
1,5,24,6 = 1,0,082.T
36,9 = 0,082T
36,9 = T
0,082
T = 450 K
Al 2-lea exemplu: (Unimep-SP) La 25 ° C și 1 atm, se dizolvă 0,7 litri de dioxid de carbon într-un litru de apă distilată. Această cantitate de CO2 înseamnă:
(Date: R = 0,082 atm.l / mol.k; Masele atomice: 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, care s-a adăugat la 273 rezultă în 298 K
m =?
R = 0,082 atm. L / mol. K (deoarece presiunea este în atm)
Volum = 0,7 L
P = 1 atm
Introducerea datelor furnizate în ecuația clapeyron, putem determina masa necesară:
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 (aproximativ)
Al 3-lea exemplu: (Fesp-PE) Până la 75 OC și 639 mmHg, 1,065 g dintr-o substanță ocupă 623 ml în stare gazoasă. Masa moleculară a substanței este egală cu:
a) 58 b) 0,058 c) 12,5 d) 18,36 e) 0,0125
T = 75 ° C, care s-au adăugat la 273 rezultă în 348 K
m = 1,065 g
R = 62,3 mmHg. L / mol. K (deoarece presiunea este în mmHg)
Volumul = 623 mL, care împărțit la 1000 are ca rezultat 0,623 L
P = 639 mmHg
M =?
Introducerea datelor furnizate în ecuația clapeyron, putem determina masa moleculară necesară:
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
Al patrulea exemplu: (UFRJ) Este necesar să se depoziteze o anumită cantitate de oxigen gazos (O2). Masa gazului este de 19,2 g la temperatura de 277 OC și la o presiune de 1,50 atm. Singurul container capabil să-l stocheze va avea aproximativ volumul de:
Date: 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, care a adăugat la 273 rezultă 550 K
m = 19,2 g
P = 1,5 atm
R = 0,082 atm. L / mol. K (deoarece presiunea a fost furnizată în atm)
Volum =?
Notă: Inițial, trebuie să calculăm masa molară a oxigenului gazos, înmulțind numărul de atomi cu masa elementului și apoi adăugând rezultatele:
M = 2,16
M = 32 g / mol
Introducerea datelor furnizate în Ecuația lui Clapeyron, putem determina volumul necesar:
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 (aproximativ)
Al 5-lea exemplu: (Unified-RJ) 5 mol de gaz ideal, la o temperatură de 27 ° C, ocupă un volum de 16,4 litri. Presiunea exercitată de această cantitate de gaz este:
Dat: 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, care a adăugat la 273 rezultă în 300 K
n = 5 mol
R = 0,082 atm. L / mol. K
Volum = 16,4 L
P =?
Introducerea datelor furnizate în ecuația clapeyron, putem determina presiunea necesară:
P.V = n. RT
P.16.4 = 5.0.082.300
P.16.4 = 123
P = 123
16,4
P = 7,5 atm
Al 6-lea exemplu: (Unirio-RJ) 29,0 g substanță pură și organică, în stare gazoasă, ocupă un volum de 8,20 L, la o temperatură de 127 ° C și o presiune de 1520 mmHg. Formula moleculară a gazului probabil este: (R = 0,082. atm .L / mol K)
a) C2H6 b) C3H8 c) C4H10 DC5H12 e) C8H14
T = 127 ° C, care s-au adăugat la 273 rezultă în 400 K
m = 29 g
R = 62,3 mmHg. L / mol. K (deoarece presiunea este în mmHg)
Volum = 8,2 L
P = 1520 mmHg
M =?
Pentru a determina formula moleculară în acest exercițiu, introduceți datele furnizate în ecuația clapeyron pentru a determina masa molară:
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
Apoi, trebuie să determinăm masa moleculară a fiecărei alternative oferite (prin înmulțirea numărului de atomi după masa elementului și apoi adăugând rezultatele) pentru a vedea care se potrivește cu masa găsită anterior:
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, adică formula moleculară a compusului este C4H10.
De mine. Diogo Lopes Dias
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-equacao-de-clapeyron.htm
