Graham's Law Exempel Gas Diffusion-Effusion

Grahams lag är en gaslag som relaterar diffusionshastigheten eller utströmningen av en gas till dess molära massa. Diffusion är processen att långsamt blanda två gaser ihop. Effusion är den process som sker när en gas får fly sin behållare genom en liten öppning.

Grahams lag säger att hastigheten med vilken en gas kommer att spridas eller diffundera är omvänt proportionell mot kvadratroten av de molära massorna i gasen. Detta innebär att lätta gaser sprids / diffunderar snabbt och tyngre gaser diffunderar / diffunderar långsamt.

Detta exempelproblem använder Grahams lag för att hitta hur mycket snabbare en gas avger än en annan.

Grahams lagproblem

Gas X har en molmassa på 72 g / mol och Gas Y har en molmassa på 2 g / mol. Hur mycket snabbare eller långsammare dras Gas Y från en liten öppning än Gas X vid samma temperatur?

Lösning:

Grahams lag kan uttryckas som:

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

var
r_X = effusionshastighet / diffusion av Gas X
MM_X = molmassa för Gas X
r_Y = effusionshastighet / diffusion av gas Y
MM_Y = molmassa för gas Y

Vi vill veta hur mycket snabbare eller långsammare gas Y-effekter jämfört med Gas X. För att få detta värde behöver vi förhållandet mellan gaserna Y och Gas X. Lös ekvationen för 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

Använd de angivna värdena för molmassor och anslut dem i ekvationen:

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

Observera att svaret är ett rent tal. Med andra ord avbryter enheterna. Vad du får är hur många gånger snabbare eller långsammare gas Y avger jämfört med gas X.

Svar:

Gas Y kommer att avge sex gånger snabbare än den tyngre Gas X.