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Graham & amp; apos; s Ejemplo de ley: difusión de gas-efusión

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Smoke against a white background.

La ley de Graham & amp; apos; s es una ley de gas que relaciona la tasa de difusión o derrame de un gas con su masa molar. La difusión es el proceso de mezclar lentamente dos gases. La efusión es el proceso que ocurre cuando se permite que un gas escape de su contenedor a través de una pequeña abertura.

La ley de Graham & amp; apos; s establece que la velocidad a la que un gas se efusirá o difundirá es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de las masas molares del gas. Esto significa gases ligeros efusibles / difusos rápidamente y gases más pesados efusibles / difusos lentamente.

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Este problema de ejemplo utiliza la ley de Graham & amp; apos; s para encontrar cuánto más rápido un gas efusible que otro.

Graham & amp; apos; s Problema legal

Gas X tiene una masa molar de 72 g / mol y Gas Y tiene una masa molar de 2 g / mol. Cuánto más rápido o más lento se elimina el gas Y de una abertura pequeña que el gas X a la misma temperatura?

Solución:

La Ley de Graham & amp; apos; s se puede expresar como:

rX (MMX) 1/2 = rY (MMY) 1/2

dónde
& lt; br & gt ;
rX = tasa de derrame / difusión de Gas X
& lt; br & gt ;
MMX = masa molar de Gas X
& lt; br & gt ;
rY = tasa de derrame / difusión de Gas Y
& lt; br & gt ;
MMY = masa molar de gas Y & lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;

Queremos saber cuánto más rápido o más lento Gas Y efuses en comparación con Gas X. Para obtener este valor, necesitamos la relación de las tasas de Gas Y a Gas X. Resuelva la ecuación para rY / rX.

rY / rX = (MMX) 1/2 / (MMY) 1/2

rY / rX = [(MMX) / (MMY)] 1/2

Use los valores dados para las masas molares y conéctelos a la ecuación:

rY / rX = [(72 g / mol) / (2)] 1/2
& lt; br & gt ;
rY / rX = [36] 1/2
& lt; br & gt ;
rY / rX = 6 & lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;

Tenga en cuenta que & amp; amp; nbsp; la respuesta es un número puro. En otras palabras, las unidades se cancelan. Lo que obtienes es cuántas veces más rápido o más lento gas Y efus en comparación con el gas X.

Respuesta:

Gas Y se borrará seis veces más rápido que el Gas X más pesado

Si se le pidió que comparara cuánto más lentamente se comparan los efusibles X de gas con el gas Y, & amp; nbsp; simplemente tome la inversa de la tasa, que en este caso es 1/6 o 0.167.

No importa qué unidades use para la velocidad de derrame. Si el gas X efusiona a 1 mm / minuto, entonces el gas Y efusible a 6 mm / minuto. Si el gas Y efusiona a 6 cm / hora, entonces el gas X efusible a 1 cm / hora.

¿Cuándo puede usar la ley de Grahams & amp; apos; s??

  • La ley de Graham & amp; apos; solo se puede usar para comparar la tasa de difusión o derrame de gases a una temperatura constante.
  • La ley se rompe, como otras leyes de gas, cuando la concentración de gases se vuelve muy alta. Las leyes de gas fueron escritas para gases ideales, que están a bajas temperaturas y presiones. A medida que aumenta la temperatura o la presión, puede esperar que el comportamiento predicho se desvíe de las mediciones experimentales.

& amp; # x203A; Ciencias

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