Graham's Law Voorbeeld Gasdiffusie-Effusie

De wet van Graham is een gaswet die de diffusiesnelheid of effusie van een gas relateert aan zijn molaire massa. Diffusie is het proces waarbij twee gassen langzaam worden gemengd. Effusie is het proces dat optreedt wanneer een gas door een kleine opening uit de container kan ontsnappen.

De wet van Graham stelt dat de snelheid waarmee een gas zal effuseren of diffunderen omgekeerd evenredig is met de vierkantswortel van de molaire massa van het gas. Dit betekent dat lichte gassen snel diffunderen / diffunderen en zwaardere gassen langzaam diffunderen / diffunderen.

Dit voorbeeldprobleem maakt gebruik van de wet van Graham om te bepalen hoeveel sneller het ene gas uitstroomt dan het andere.

Graham's Law Problem

Gas X heeft een molmassa van 72 g / mol en Gas Y heeft een molmassa van 2 g / mol. Hoeveel sneller of langzamer stroomt Gas Y uit een kleine opening dan Gas X bij dezelfde temperatuur?

Oplossing:

De wet van Graham kan worden uitgedrukt als:

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

waar
r_X = snelheid van effusie / diffusie van gas X
MM_X = molaire massa van gas X
r_Y = snelheid van effusie / diffusie van gas Y
MM_Y = molaire massa van gas Y

We willen weten hoeveel sneller of langzamer Gas Y-effussen zijn vergeleken met Gas X. Om deze waarde te krijgen, hebben we de verhouding van de snelheden van Gas Y tot Gas X nodig. Los de vergelijking voor 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

Gebruik de gegeven waarden voor molaire massa's en steek ze in de vergelijking:

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

Merk op dat het antwoord een puur getal is. Met andere woorden, de eenheden annuleren. Wat u krijgt, is hoeveel keer sneller of langzamer de Y-effusie van gas vergeleken met gas X.

Antwoord:

Gas Y gaat zes keer sneller weg dan het zwaardere Gas X.