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Ejemplo de la Ley de Graham: Difusión-Derrame de Gas

Ejemplo de la Ley de Graham: Difusión-Derrame de Gas

La ley de Graham es una ley de gases que relaciona la velocidad de difusión o derrame de un gas con su masa molar. La difusión es el proceso de mezclar lentamente dos gases juntos. El derrame es el proceso que ocurre cuando se permite que un gas escape de su contenedor a través de una pequeña abertura.

La ley de Graham establece que la velocidad a la que se derrama o difunde un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de las masas molares del gas. Esto significa que los gases ligeros se difunden / difunden rápidamente y los gases más pesados ​​se difunden / difunden lentamente.

Este problema de ejemplo utiliza la ley de Graham para determinar cuánto más rápido se derrama un gas que otro.

Problema de la ley de Graham

El gas X tiene una masa molar de 72 g / mol y el gas Y tiene una masa molar de 2 g / mol. ¿Cuánto más rápido o más lento sale el gas Y de una pequeña abertura que el gas X a la misma temperatura?

Solución:

La Ley de Graham se puede expresar como:

rX(MMX)1/2 = rY(MMY)1/2

dónde
rX = tasa de derrame / difusión de gas X
MMX = masa molar de gas X
rY = tasa de derrame / difusión de gas Y
MMY = masa molar de gas Y

Queremos saber cuánto efluentes de Gas Y más rápido o más lento en comparación con Gas X. Para obtener este valor, necesitamos la razón de las tasas de Gas Y a Gas X. Resuelva la ecuación para rY/ rX.

rY/ rX = (MMX)1/2/ (MMY)1/2

rY/ rX = (MMX) / (MMY)1/2

Use los valores dados para las masas molares y conéctelos a la ecuación:

rY/ rX = (72 g / mol) / (2)1/2
rY/ rX = 361/2
rY/ rX = 6

Tenga en cuenta que la respuesta es un número puro. En otras palabras, las unidades se cancelan. Lo que obtienes es cuántas veces el gas Y fluye más rápido o más lento en comparación con el gas X.

Responder:

El Gas Y se derramará seis veces más rápido que el Gas X más pesado.

Si se le pidió que comparara cuánto más lentamente se derraman los gases X con el gas Y, simplemente tome la inversa de la tasa, que en este caso es 1/6 o 0.167.

No importa qué unidades use para la tasa de derrame. Si el gas X fluye a 1 mm / minuto, entonces el gas Y fluye a 6 mm / minuto. Si el gas Y fluye a 6 cm / hora, entonces el gas X fluye a 1 cm / hora.

¿Cuándo puedes usar la ley de Grahams?

  • La ley de Graham solo puede usarse para comparar la velocidad de difusión o efusión de gases a una temperatura constante.
  • La ley se rompe, como otras leyes de gases, cuando la concentración de gases se vuelve muy alta. Las leyes de gases fueron escritas para gases ideales, que están a bajas temperaturas y presiones. A medida que aumenta la temperatura o la presión, puede esperar que el comportamiento previsto se desvíe de las mediciones experimentales.