DE clapeyron ekvation är ett matematiskt uttryck som föreslagits av den franska fysiker-kemisten och civilingenjören Benoit-Pierre-Émile Clapeyron och formulerades för att beskriva beteendet hos en perfekt gas. Notera följande ekvation:
P.V = n. RT
P = tryck genererat av gas på behållarens väggar;
V = gasens volym och kan uttryckas i liter eller kubikmeter;
n = antal mol (mängd materia i gasen);
Notera: Antalet mol uttrycks av förhållandet mellan gasens massa (m) och dess molär massa (M):
n = m
M
R = allmän gaskonstant föreslagen av Clapeyron och beror på den använda tryckenheten (i atm är den 0,082; i mmHg är det 62,3; i KPa är det 8,31);
T = temperatur vid vilken gasen utsätts (används alltid i Kelvin-enheten).
Notera: För att omvandla en given temperatur i grader Celsius till Kelvin, lägg bara till dess värde till 273.
Således, genom användning av clapeyron ekvation, kan vi bestämma flera variabler som hänvisar till en gas, som du kan se i vart och ett av exemplen som föreslås nedan:
1: a exemplet:
(Uefs-BA) En 24,6 L-behållare innehåller 1,0 mol kväve som utövar ett tryck på 1,5 atm. Under dessa förhållanden är gastemperaturen på Kelvin-skalan:a) 30 b) 40 c) 45 d) 300 e) 450
T =?
n = 1 mol
R = 0,082 atm. L / mol. K (eftersom trycket är i atm)
Volym = 24,6 l
P = 1,5 atm
Ange de uppgifter som anges i clapeyron ekvationkan vi bestämma önskad 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
2: a exempel: (Unimep-SP) Vid 25 ºC och 1 atm löser du upp 0,7 liter koldioxid i en liter destillerat vatten. Denna mängd CO2 står för:
(Data: R = 0,082 atm.l / mol.k; Atommassor: 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, vilket gav 273 resultat i 298 K
m =?
R = 0,082 atm. L / mol. K (eftersom trycket är i atm)
Volym = 0,7 l
P = 1 atm
Ange de uppgifter som anges i clapeyron ekvationkan vi bestämma erforderlig massa:
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 (ungefär)
3: e exemplet: (Fesp-PE) Till 75 OC och 639 mmHg, 1,065 g av ett ämne upptar 623 ml i gasform. Substansens molekylvikt är lika med:
a) 58 b) 0,058 c) 12,5 d) 18,36 e) 0,0125
T = 75 ° C, vilket gav 273 resultat i 348 K
m = 1,065 g
R = 62,3 mmHg. L / mol. K (eftersom trycket är i mmHg)
Volym = 623 ml, dividerat med 1000 resulterar i 0,623 liter
P = 639 mmHg
M =?
Ange de uppgifter som anges i clapeyron ekvation, kan vi bestämma den erfordrade molekylmassan:
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
4: e exemplet: (UFRJ) Det är nödvändigt att lagra en viss mängd gasformigt syre (O2). Gasmassan är 19,2 g vid en temperatur av 277 OC och vid ett tryck av 1,50 atm. Den enda behållaren som kan lagra den har ungefär volymen:
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, vilket gav 273 resultat i 550 K
m = 19,2 g
P = 1,5 atm
R = 0,082 atm. L / mol. K (eftersom trycket tillfördes i atm)
Volym =?
Notera: Inledningsvis måste vi beräkna syrgasens molära massa, multiplicera antalet atomer med elementets massa och sedan lägga till resultaten:
M = 2,16
M = 32 g / mol
Ange de uppgifter som anges i Clapeyrons ekvation, vi kan bestämma önskad volym:
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 (ungefär)
5: e exemplet: (Unified-RJ) 5 mol av en idealgas, vid en temperatur av 27 ºC, upptar en volym på 16,4 liter. Trycket som utövas av denna mängd gas är:
Angivet: 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, vilket gav 273 resultat i 300 K
n = 5 mol
R = 0,082 atm. L / mol. K
Volym = 16,4 l
P =?
Ange de uppgifter som anges i clapeyron ekvationkan vi bestämma önskat tryck:
P.V = n. RT
P.16.4 = 5,0,082,300
P.16.4 = 123
P = 123
16,4
P = 7,5 atm
6: e exemplet: (Unirio-RJ) 29,0 g av en ren och organisk substans, i gasform, upptar en volym av 8,20 L, vid en temperatur av 127 ° C och ett tryck av 1520 mmHg. Molekylformeln för den troliga gasen är: (R = 0,082. atm. L / mol K)
a) C2H6 före Kristus3H8 c) C4H10 d) C5H12 e) C8H14
T = 127 ° C, vilket gav 273 resultat i 400 K
m = 29 g
R = 62,3 mmHg. L / mol. K (eftersom trycket är i mmHg)
Volym = 8,2 L.
P = 1520 mmHg
M =?
För att bestämma molekylformeln i denna övning, ange de uppgifter som anges i clapeyron ekvation för att bestämma molmassan:
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
Därefter måste vi bestämma molekylmassan för varje givet alternativ (genom att multiplicera antalet atomer efter massan av elementet och sedan lägga till resultaten) för att se vilken som matchar massan som hittades tidigare:
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, dvs föreningens molekylformel är C4H10.
Av mig Diogo Lopes Dias
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-equacao-de-clapeyron.htm