Exemplu de lege al lui Graham Difuzie-efuziune de gaze

Legea lui Graham este o lege a gazelor care raportează rata de difuzie sau revărsare a unui gaz la masa sa molară. Difuzia este procesul de amestecare lentă a două gaze. Efectia este procesul care are loc atunci când unui gaz i se permite să scape de containerul său printr-o mică deschidere.

Legea lui Graham precizează că viteza cu care un gaz va scurge sau difuza este invers proporțională cu rădăcina pătrată a maselor molare ale gazului. Aceasta înseamnă că gazele ușoare scurg / difuzează rapid și gazele mai grele se scurg / difuzează lent.

Această problemă de exemplu folosește legea lui Graham pentru a descoperi cât de repede scurge un gaz decât altul.

Problema legii a lui Graham

Gazul X are o masă molară de 72 g / mol, iar gazul Y are o masă molară de 2 g / mol. Cât de rapid sau mai lent se elimină gazul Y dintr-o deschidere mică decât gazul X la aceeași temperatură?

Soluţie:

Legea lui Graham poate fi exprimată ca:

r_X(MM_X)^1/2 = r_Y(MM_Y)^1/2

Unde
r_X = viteza de evacuare / difuzie a gazului X
MM_X = masa molară a gazului X
r_Y = viteza de scurgere / difuzie a gazului Y
MM_Y = masa molară a gazului Y

Vrem să știm cât de rapidă sau mai lentă efuziunile de gaze Y în comparație cu gazul X. Pentru a obține această valoare, avem nevoie de raportul dintre ratele de gaz Y și gazul X. Rezolvați ecuația pentru r_Y/ r_X.

r_Y/ r_X = (MM_X)^1/2/ (MM_Y)^1/2

r_Y/ r_X = [(MM_X) / (MM_Y)]^1/2

Utilizați valorile date pentru mase molare și conectați-le la ecuație:

r_Y/ r_X = [(72 g / mol) / (2)]^1/2
r_Y/ r_X = [36]^1/2
r_Y/ r_X = 6

Rețineți că răspunsul este un număr pur. Cu alte cuvinte, unitățile anulează. Ceea ce obțineți este de câte ori mai rapid sau mai lent gaz efuzează în comparație cu gazul X.

Răspuns:

Gazul Y va scurge de șase ori mai rapid decât cel mai greu.