Grehema likums ir gāzes likums, kas saista gāzes difūzijas vai izsvīduma ātrumu ar tās molāro masu. Difūzija ir process, kurā lēnām sajaucas divas gāzes. Efūzija ir process, kas notiek, ja gāzei ir atļauts izplūst no tās tvertnes caur nelielu atveri.
Grehema likums nosaka, ka ātrums, kādā gāze izplūdīs vai izkliedēsies, ir apgriezti proporcionāls gāzes molāro masu kvadrātsaknei. Tas nozīmē, ka vieglas gāzes ātri izplūst / izkliedējas un smagākas gāzes lēnām izplūst / izkliedējas.
Šajā problēmas piemērā izmantots Grehema likums, lai noskaidrotu, cik daudz ātrāk tiek gāzēts viens gāze izsvīst nekā cits.
Grehema likuma problēma
Gāzei X ir a molārā masa ir 72 g / mol, un gāzei Y ir a molārā masa 2 g / mol. Cik daudz ātrāk vai lēnāk tajā pašā temperatūrā Gas Y izplūst no nelielas atveres nekā Gas X?
Risinājums:
Grehema likumu var izteikt šādi:
rX(MMX)1/2 = rY(MMY)1/2
kur
rX = gāzu X izsvīšanas / difūzijas ātrums
MMX= molārā masa gāzes X
rY = Gāzes izsvīduma / difūzijas ātrums Y
MMY = gāzes molārā masa Y
Mēs vēlamies uzzināt, cik daudz ātrāk vai lēnāk izdalās gāze Y salīdzinājumā ar gāzi X. Lai iegūtu šo vērtību, mums nepieciešama gāzes Y un gāzes X likmju attiecība. Atrisiniet r vienādojumuY/ rX.
rY/ rX = (MMX)1/2/(MMY)1/2
rY/ rX = [(MMX) / (MMY)]1/2
Izmantojiet norādītās molmasu vērtības un pievienojiet tās vienādojumam:
rY/ rX = [(72 g / mol) / (2)]1/2
rY/ rX = [36]1/2
rY/ rX = 6
Ņemiet vērā, ka atbilde ir tīrs skaitlis. Citiem vārdiem sakot, vienības atiet. Jūs saņemat, cik reizes ātrāk vai lēnāk Y degviela izplūst, salīdzinot ar X gāzi.
Atbilde:
Gāze Y izdalīsies sešas reizes ātrāk nekā smagāka gāze X.
Ja jums tika lūgts salīdzināt, cik lēnām X gāzu izplūde salīdzinājumā ar gāzi Y, ņemiet apgriezto ātrumu, kas šajā gadījumā ir 1/6 vai 0,167.
Nav svarīgi, kuras vienības jūs izmantojat izsvīduma ātrumam. Ja gāze X izplūst ar ātrumu 1 mm / minūtē, tad gāze Y izdalās ar ātrumu 6 mm / minūtē. Ja gāze Y izdalās ar ātrumu 6 cm / stundā, tad gāze X izplūst ar ātrumu 1 cm / stundā.
Kad jūs varat izmantot Grahams likumu?
- Grehema likumu var izmantot tikai, lai salīdzinātu gāzu difūzijas vai izsvīduma ātrumu nemainīgā temperatūrā.
- Likums, līdzīgi kā citi likumi par gāzi, tiek pārkāpts, kad gāzu koncentrācija kļūst ļoti augsta. Gāzes likumi tika izstrādāti ideālām gāzēm, kas atrodas zemā temperatūrā un spiedienā. Palielinot temperatūru vai spiedienu, paredzamā uzvedība var novirzīties no eksperimentālajiem mērījumiem.