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Graham & amp; apos; s Fórmula de difusión y efusión

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Chemist Thomas Graham

La ley de Graham & amp; apos; s expresa la relación entre la tasa de derrame o difusión de un gas y esa masa molar de gas y amp; apos; s. La difusión describe la propagación de un gas a lo largo de un volumen o segundo gas y el derrame describe el movimiento de un gas a través de un pequeño agujero en una cámara abierta.

En 1829, el químico escocés Thomas Graham determinó a través de la experimentación que una tasa de derrame de gas y amp; apos; s es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la partícula de gas y la densidad de apos. En 1848, demostró que la tasa de derrame de un gas también es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masa molar. La ley de Graham & amp; apos; también muestra que las energías cinéticas de los gases son iguales a la misma temperatura.

Graham & amp; apos; s Law Formula

La ley de Graham & amp; apos; establece que la tasa de difusión o derrame de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masa molar. Vea esta ley en forma de ecuación a continuación.

r & amp; # x221D; 1 / (M) & amp; # xBD;

o

r (M) & amp; # xBD; = constante

En estas ecuaciones, r = tasa de difusión o derrame y M = masa molar.

En general, esta ley se usa para comparar la diferencia en las tasas de difusión y derrame entre gases, a menudo denotados como Gas A y Gas B. & amp; amp; nbsp; asume que la temperatura y la presión son constantes y equivalentes entre los dos gases.& amp; amp; nbsp; cuando la ley de Graham & amp; apos; s se usa para tal comparación, la fórmula se escribe de la siguiente manera:

Video destacado

rGas A / rGas B = (MGas B) & amp; # xBD; / (MGas A) & amp; # xBD;

Ejemplos de problemas

Una aplicación de la ley de Graham & amp; apos; s es determinar qué tan rápido se derramará un gas en relación con otro y cuantificar la diferencia en la tasa. Por ejemplo, si desea comparar las tasas de derrame de hidrógeno (H2) y gas oxígeno (O2), puede usar sus masas molares (hidrógeno = 2 y oxígeno = 32) y relacionarlas inversamente.

Ecuación para comparar las tasas de derrame: tasa H2 / tasa O2 = 321/2 / 21/2 = 161/2 / 11/2 = 4/1

Esta ecuación muestra que las moléculas de hidrógeno se efusan cuatro veces más rápido que las moléculas de oxígeno.

Otro tipo de problema de la ley de Graham & amp; apos; puede pedirle que encuentre el peso molecular de un gas si conoce su identidad y la relación de derrame entre dos gases diferentes.

Ecuación para encontrar peso molecular: M2 = M1Rate12 / Rate22

Enriquecimiento de uranio

Otra aplicación práctica de la ley de Graham & amp; apos; es el enriquecimiento de uranio. El uranio natural consiste en una mezcla de isótopos con masas ligeramente diferentes. En el derrame gaseoso, el mineral de uranio se convierte primero en gas hexafluoruro de uranio, luego se elimina repetidamente a través de una sustancia porosa. A través de cada derrame, el material que pasa a través de los poros se concentra más en U-235 (el isótopo utilizado para generar energía nuclear) porque este isótopo se difunde a una velocidad más rápida que el U-238 más pesado.

& amp; # x203A; Ciencia

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