Грахамов закон је гасни закон који повезује брзину дифузије или изливања гаса са моларном масом. Дифузија је процес спорог мешања два гаса заједно. Ефузија је процес који настаје када је дозвољено да један гас изађе из свог контејнера кроз мали отвор.
Грахам-ов закон каже да је брзина којом ће гас изливати или дифундирати обрнуто пропорционална квадратном корену моларних маса гаса. То значи да лагани плинови брзо испуштају / дифузују, а тежи гасови полако и дифундирају.
Овај пример проблема користи Грахамов закон да би пронашао колико бржи један гас изливи него други.
Грахам'с Лав Проблем
Гас Кс има моларна маса од 72 г / мол, а Гас И има а моларна маса од 2 г / мол. Колико брже или спорије гас И гаси из малог отвора од гаса Кс при истој температури?
Решење:
Грахамов закон може се изразити на:
рИкс(ММИкс)1/2 = рИ(ММИ)1/2
где
рИкс = брзина излива / дифузије гаса Кс
ММИкс= моларна маса гаса Кс
рИ = брзина излива / дифузије гаса И
ММИ = моларна маса гаса И
Желимо да знамо колико бржи или спорији гас И гаси у поређењу са Гасом Кс. Да бисмо добили ову вредност, потребан нам је однос стопа И и гаса Кс. Решите једначину за р
И/ рИкс.рИ/ рИкс = (ММ)Икс)1/2/(MMИ)1/2
рИ/ рИкс = [(ММ)Икс) / (ММИ)]1/2
Користите дате вредности за моларне масе и укључите их у једначину:
рИ/ рИкс = [(72 г / мол) / (2)]1/2
рИ/ рИкс = [36]1/2
рИ/ рИкс = 6
Имајте на уму да је одговор чист број. Другим речима, јединице се отказују. Оно што добијате је колико пута бржи или спорији излив гаса И у поређењу са гасом Кс.
Одговор:
Гас И ће испасти шест пута брже од тежег Кс.
Ако су од вас тражени да упоредите колико полако гаси Кс полажу у поређењу са гасом И, само узмите обрнуту вредност, која је у овом случају 1/6 или 0,167.
Није важно које јединице користите за брзину излива. Ако гас Кс пуше брзином од 1 мм / минуту, тада гас И испушта 6 мм / минуту. Ако гас И излази 6 цм / час, тада гас Кс пушта брзином од 1 цм / сат.
Када можете користити Грахамсов закон?
- Грахамов закон може се користити само за упоређивање брзине дифузије или изливања гасова при константној температури.
- Закон се крши, као и други закони о гасу, када концентрација гасова постане врло висока. Закони о гасу написани су за идеалне гасове који су на ниским температурама и притисцима. Како повећавате температуру или притисак, можете очекивати да ће предвиђено понашање одступати од експерименталних мерења.