Graham Yasası Örneği: Gaz Difüzyonu-Efüzyon

Graham yasası, bir gazın molar kütlesine difüzyon veya efüzyon oranını ilişkilendiren bir gaz yasasıdır. Difüzyon, iki gazı birlikte yavaşça karıştırma işlemidir. Efüzyon, bir gazın kabından küçük bir açıklıktan kaçmasına izin verildiğinde ortaya çıkan süreçtir.

Graham yasası, bir gazın yayılma veya yayılma hızının, gazın molar kütlelerinin kare kökü ile ters orantılı olduğunu belirtir. Bu, ışık gazlarının hızlı bir şekilde dışarı çıktığı / yayıldığı ve daha ağır gazların yavaşça dışarı çıktığı / yayıldığı anlamına gelir.

Bu örnek problem, bir gazın ne kadar hızlı olduğunu bulmak için Graham yasasını kullanır effuses diğerinden daha.

Gas X bir molar kütle 72 g / mol ve Gaz Y'nin bir molar kütle 2 g / mol. Gas Y, aynı sıcaklıkta Gas X'ten küçük bir açıklıktan ne kadar daha hızlı veya daha yavaş akar?

Çözüm:

Graham Yasası şu şekilde ifade edilebilir:

r_X(AA_X)^1/2 = r_Y(AA_Y)^1/2

nerede
r_X = Gaz X'in efüzyon / difüzyon hızı
AA_X= molar kütle Gaz X
r_Y = Gaz Y'nin efüzyon / difüzyon hızı
AA_Y = Gaz Y'nin mol kütlesi

Gas X'e kıyasla Gas Y'nin ne kadar hızlı veya daha yavaş tükendiğini bilmek istiyoruz. Bu değeri elde etmek için, Gaz Y oranının Gaz X oranına ihtiyacımız var. R için denklemi çözün_Y/ r_X.

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

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

Molar kütleler için verilen değerleri kullanın ve bunları denkleme takın:

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

Cevabın saf bir sayı olduğuna dikkat edin. Başka bir deyişle, birimler iptal edilir. Elde ettiğiniz şey, gaz X'e kıyasla kaç kez daha hızlı veya daha yavaş gaz Y dışarı akar.

Cevap:

Gaz Y, daha ağır Gaz X'ten altı kat daha hızlı akacaktır.

Gaz X sıvılarının gaz Y ile ne kadar yavaş karşılaştırıldığını karşılaştırmanız istendiyse, bu oranın tersini alın, bu durumda 1/6 veya 0.167'dir.

Efüzyon hızı için hangi birimleri kullandığınız önemli değildir. Eğer gaz X 1 mm / dakikada akarsa, gaz Y 6 mm / dakikada akar. Gaz Y 6 cm / saatte akıyorsa, gaz X 1 cm / saatte akar.

• Graham yasası sadece gazların sabit bir sıcaklıktaki difüzyon veya efüzyon hızını karşılaştırmak için kullanılabilir.
• Gaz konsantrasyonu çok yükseldiğinde, yasa diğer gaz yasaları gibi yıkılır. Gaz yasaları, düşük sıcaklık ve basınçlarda olan ideal gazlar için yazılmıştır. Sıcaklığı veya basıncı arttırdıkça, öngörülen davranışın deneysel ölçümlerden sapmasını bekleyebilirsiniz.