THE уравнение клапейрона математическое выражение, предложенное французским физиком-химиком и инженером-строителем Бенуа-Пьером-Эмилем Клапейроном, и было сформулировано для описания поведения идеальный газ. Обратите внимание на следующее уравнение:
P.V = n. RT
P = давление, создаваемое газ на стенках емкости;
V = объем, занимаемый газом, может быть выражен в литрах или кубических метрах;
n = количество моль (количество вещества в газе);
Примечание: Количество молей выражается соотношением между массой газа (m) и его молярная масса (М):
п = м
M
R = общая газовая постоянная, предложенная Clapeyron и зависит от используемой единицы давления (в атм, это 0,082; в мм рт. ст. - 62,3; в КПа - 8,31);
T = температура, при которой газ подвергается воздействию (всегда используется в единицах Кельвина).
Примечание: Чтобы преобразовать заданную температуру из градусов Цельсия в Кельвин, просто добавьте ее значение к 273.
Таким образом, за счет использования уравнение клапейрона, мы можем определить несколько переменных, относящихся к газу, как вы можете видеть в каждом из примеров, предложенных ниже:
1-й пример: (Uefs-BA) Контейнер на 24,6 л содержит 1,0 моль азота, оказывающего давление 1,5 атм. В этих условиях температура газа по шкале Кельвина составляет:
а) 30 б) 40 в) 45 г) 300 д) 450
Т =?
n = 1 моль
R = 0,082 атм. Л / моль. K (потому что давление в атм)
Объем = 24,6 л
P = 1,5 атм
Ввод данных, представленных в уравнение клапейрона, мы можем определить необходимую температуру:
P.V = n. RT
1.5,24.6 = 1.0.082.T
36,9 = 0,082 т
36,9 = T
0,082
Т = 450 К
2-й пример: (Унимеп-СП) При 25 ºC и 1 атм растворите 0,7 литра углекислого газа в одном литре дистиллированной воды. Это количество CO2 означает:
(Данные: R = 0,082 атмл / моль.к; Атомные массы: C = 12; 0 = 16).
а) 2,40 г
б) 14,64 г
в) 5,44 г
г) 0,126 г
д) 1,26 г
T = 25 ° C, что в сумме с 273 дает 298 К.
m =?
R = 0,082 атм. Л / моль. K (потому что давление в атм)
Объем = 0,7 л
P = 1 атм
Ввод данных, представленных в уравнение клапейрона, мы можем определить необходимую массу:
P.V = n. RT
1.0,7 = м .0,082.298
44
0,7 = м. 24 436
44
0,7,44 = м. 24,436
30,8 = м. 24,436
30,8 = м
24,436
m = 1,26 г (приблизительно)
3-й пример: (Фесп-ПЭ) До 75 OC и 639 мм рт. Ст. 1,065 г вещества занимают 623 мл в газообразном состоянии. Молекулярная масса вещества равна:
а) 58 б) 0,058 в) 12,5 г) 18,36 д) 0,0125
Т = 75 ° C, что в сумме с 273 дает 348 К.
m = 1,065 г
R = 62,3 мм рт. Л / моль. K (поскольку давление в мм рт. Ст.)
Объем = 623 мл, деление на 1000 дает 0,623 л.
P = 639 мм рт.
M =?
Ввод данных, представленных в уравнение клапейрона, мы можем определить требуемую молекулярную массу:
P.V = n. RT
PV = м .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 мкм
4-й пример: (UFRJ) Необходимо хранить определенное количество газообразного кислорода (O2). Масса газа 19,2 г при температуре 277 ° С. OC и при давлении 1,50 атм. Единственный контейнер, в котором можно его хранить, будет иметь объем примерно:
Данные: O = 16, R = 0,082 атм. Л / моль. K
а) 4,50 л б) 9,00 л в) 18,0 л г) 20,5 л д) 36,0 л
T = 277 ºC, что в сумме с 273 дает 550 К.
m = 19,2 г
P = 1,5 атм
R = 0,082 атм. Л / моль. К (так как давление подавалось в атм)
Объем =?
Примечание: Сначала мы должны рассчитать молярную массу газообразного кислорода, умножив количество атомов на массу элемента и затем сложив результаты:
М = 2,16
M = 32 г / моль
Ввод данных, представленных в Уравнение Клапейрона, мы можем определить необходимый объем:
P.V = n. RT
PV = м .R.T
M
1.5.V = 19,2.0,082.550
32
1.5.V = 865,92
32
1.5.V.32 = 865.92
48 В = 865,92
V = 865,92
48
18,04 л (приблизительно)
5-й пример: (Unified-RJ) 5 моль идеального газа при температуре 27 ºC занимают объем 16,4 литра. Давление этого количества газа составляет:
Дано: R = 0,082 атм. Л / моль. K
а) 0,675 атм б) 0,75 атм в) 6,75 атм г) 7,5 атм д) 75 атм
T = 27 ° C, что в сумме с 273 дает 300 К.
n = 5 моль
R = 0,082 атм. Л / моль. K
Объем = 16,4 л
P =?
Ввод данных, представленных в уравнение клапейрона, мы можем определить необходимое давление:
P.V = n. RT
P.16.4 = 5.0 082 300
П.16.4 = 123
P = 123
16,4
P = 7,5 атм
6-й пример: (Unirio-RJ) 29,0 г чистого органического вещества в газообразном состоянии занимают объем 8,20 л при температуре 127 ° C и давлении 1520 мм рт. Молекулярная формула вероятного газа: (R = 0,082. атм. л / моль К)
а) В2ЧАС6 до н.э3ЧАС8 в) С4ЧАС10 Округ Колумбия5ЧАС12 д) С8ЧАС14
T = 127 ° C, что в сумме с 273 дает 400 К.
m = 29 г
R = 62,3 мм рт. Л / моль. K (поскольку давление в мм рт. Ст.)
Объем = 8,2 л
P = 1520 мм рт.
M =?
Чтобы определить молекулярную формулу в этом упражнении, введите данные, указанные в уравнение клапейрона для определения молярной массы:
P.V = n. RT
1520.8,2 = 29 .62,3.400
M
12464 = 722680
M
12464M = 722680
M = 722680
12464
M = 57,98 г / моль
Затем мы должны определить молекулярную массу каждой предложенной альтернативы (умножив количество атомов по массе элемента и затем суммируя результаты), чтобы увидеть, какой из них соответствует найденной массе ранее:
а) М = 2,12 + 6,1
М = 24 + 6
M = 30 г / моль
б) М = 3,12 + 8,1
М = 36 + 8
M = 44 г / моль
в) М = 4,12 + 10
М = 48 + 10
M = 58 г / моль, то есть молекулярная формула соединения C4ЧАС10.
Автор: Диого Лопес Диас
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-equacao-de-clapeyron.htm
