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.
Acest exemplu de exemplu folosește legea lui Graham pentru a găsi cu cât un gaz este mai rapid effuses decât alta.
Problema legii a lui Graham
Gaz X are o Masă molară de 72 g / mol și 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:
rX(MMX)1/2 = rY(MMY)1/2
Unde
rX = viteza de evacuare / difuzie a gazului X
MMX= masa molară de gaz X
rY = viteza de scurgere / difuzie a gazului Y
MMY = masa molară a gazului Y
Vrem să știm cât de rapid sau mai lent efuzionează gazul Y în comparație cu gazul X. Pentru a obține această valoare, avem nevoie de raportul dintre ratele de gaz Y și gaz X. Rezolvați ecuația pentru rY/ rX.
rY/ rX = (MMX)1/2/(MMY)1/2
rY/ rX = [(MMX) / (MMY)]1/2
Utilizați valorile date pentru mase molare și conectați-le la ecuație:
rY/ rX = [(72 g / mol) / (2)]1/2
rY/ rX = [36]1/2
rY/ rX = 6
Rețineți că răspunsul este un număr pur. Cu alte cuvinte, unitățile anulează. Ceea ce obțineți este de câte ori mai rapidă sau mai lentă este gazul Y, în comparație cu gazul X.
Răspuns:
Gazul Y va scurge de șase ori mai repede decât cel mai greu.
Dacă vi s-a cerut să comparați cât de mult mai lent efuziunile de gaz X se compară cu gazul Y, trebuie doar să luați inversul ratei, care în acest caz este 1/6 sau 0,167.
Nu contează ce unități utilizați pentru rata de efuziune. Dacă gazul X se scurge la 1 mm / minut, atunci gazul Y se scurge la 6 mm / minut. Dacă gazul Y se scurge la 6 cm / oră, atunci gazul X se scurge la 1 cm / oră.
Când poți folosi legea lui Grahams?
- Legea lui Graham poate fi folosită numai pentru a compara rata de difuzie sau deversare a gazelor la o temperatură constantă.
- Legea se descompune, la fel ca alte legi privind gazele, când concentrația de gaze devine foarte mare. Legile privind gazele au fost scrise pentru gazele ideale, care sunt la temperaturi și presiuni scăzute. Pe măsură ce creșteți temperatura sau presiunea, vă puteți aștepta ca comportamentul prevăzut să se abată de la măsurători experimentale.