Equação de Clapeyron: o que é?

Com certeza, você já ouviu falar na chamada Equação de Clapeyron nas aulas de Química. Vamos relembrar o que é e entender um pouco mais sobre como pode ser cobrada? Estude com a gente!

Equação de Clausius Clapeyron

Também conhecida como a equação dos gases ideais, a Equação de Clapeyron foi desenvolvida pelo físico francês Paul Émile Clapeyron, com o objetivo de descrever o comportamento de um gás perfeito. Ela relaciona as três variáveis de estado — pressão, volume e temperatura — com a quantidade de partículas — mol — que compõem um gás.

Explicando a Equação de Clapeyron

A Equação de Clapeyron se dá da seguinte maneira:

pV = nRT

em que,

p = pressão exercida pelo gás

V = volume ocupado pelo gás

n = número de mol

T = temperatura em K

R = constante universal dos gases, que tem valores diferentes, dependendo das unidades de medida utilizadas:

 Agora que você já sabe o que significa cada letra da equação, vamos resolver um exercício!

Exercício sobre equação de Clapeyron

 1. (UFRJ) Necessita-se armazenar certa quantidade de oxigênio gasoso (O₂). A massa de gás é de 19,2 g, à temperatura de 277 ^oC e à pressão de 1,50 atm. O único recipiente capaz de armazená-lo terá aproximadamente o volume de:

Dados: O = 16g/mol, R = 0,082 atm.L/mol.K

Resolução:

pV = nRT

O exercício pede: valor de V.

Já nos foram dados os valores de: p, T, R, e a massa do gás. Mas cuidado para não substituí-los na equação com a unidade errada!

Em muitos exercícios, a temperatura é fornecida em graus Celsius (°C), mas a Equação de Clapeyron exige que ela seja usada em Kelvins (K). Atente também à unidade de pressão, para saber qual valor de R usar!

Temperatura em K

T(K) = 273 + T(°C)

T = 273 + 277 = 550K

Para conseguirmos substituir todos os valores na equação, deixando apenas o volume como incógnita, precisamos calcular o número de mol. Para isso, utilizaremos a massa de gás fornecida.

Número de mol

Note que utilizamos aqui o valor da massa molar igual a 32, não 16 como foi dado no exercício. É necessário fazer isso porque o valor de 16 é para cada átomo de O. Como o gás oxigênio é composto por dois átomos, multiplica-se 16 por 2.

Temos, agora, todos os valores de que precisamos para resolver o exercício.

Cálculo do volume

Isolando V na Equação de Clapeyron, temos:

Substituindo os valores, temos:

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