Lei de Graham – a difusão e efusão dos gases

A lei de Graham é uma lei de gás que relaciona a taxa de difusão ou efusão de um gás com a sua massa molar. A difusão é o processo de misturar lentamente dois gases juntos. A efusão é o processo que ocorre quando um gás é permitido para escapar do seu contêiner através de uma pequena abertura.

A lei de Graham indica que a taxa em que um gás irá derramar ou difundir é inversamente proporcional à raiz quadrada das massas molares do gás.

Isso significa que os gases de luz se afundam / se difundem rapidamente e os gases mais pesados ​​se afundam / se espalham devagar.

Este exemplo de problema usa a lei de Graham para encontrar o quanto mais rápido um gás se espalha do que outro.

Problema da lei de Graham

O gás X tem uma massa molar de 72 g / mol e o gás Y tem uma massa molar de 2 g / mol. Quanto mais rápido ou mais lento o Gas Y aflige de uma pequena abertura do que o Gas X na mesma temperatura?

Solução:

A Lei de Graham pode ser expressa como:

r _X (MM _X ) ^1/2 = r _Y (MM _Y ) ^{1/2 em}

que
r _X = taxa de efusão / difusão do gás X
MM _X = massa molar do gás X
r _Y = taxa de efusão / difusão do gás Y
MM _Y = massa molar do gás Y

Queremos saber quanto mais rápido ou mais lento o fluxo de gás em comparação com o gás X. Para obter esse valor, precisamos da proporção das taxas de gás Y para gás X. resolver a equação para 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

Use os valores dados para as massas molares e conecte-as à equação:

r _Y / r _X = [(72 g / mol) / (2)] ^1/2
r _Y / r _X = [36] ^1/2
r _Y / r _X = 6

Observe que a resposta é um número puro. Em outras palavras, as unidades cancelam. O que você obtém é quantas vezes mais rápido ou mais lento o gás Y se espia em comparação com o gás X.

Resposta: O

gás Y irá derreter seis vezes mais rápido que o gás mais pesado X.

Se você fosse solicitado a comparar o quanto mais lento o fluxo de gás X se compara ao gás Y, basta tomar o inverso da taxa, que neste caso é 1/6 ou 0,167.

Não importa quais unidades você usa para taxa de efusão. Se o gás X derrama a 1 mm / minuto, então o gás Y afura a 6 mm / minuto. Se o gás Y derrama a 6 cm / hora, então o gás X afura a 1 cm / hora.

Quando você pode usar a Lei Grahams?

• A lei de Graham só pode ser usada para comparar a taxa de difusão ou efusão de gases a temperatura constante.
• A lei quebra, como outras leis de gás, quando a concentração de gases se torna muito alta. As leis do gás foram escritas para gases ideais, que estão em baixas temperaturas e pressões. À medida que você aumenta a temperatura ou a pressão, você pode esperar que o comportamento previsto se desvie das medidas experimentais.