Contoh Hukum Graham: Difusi-Efusi Gas

Hukum Graham adalah hukum gas yang menghubungkan laju difusi atau efusi gas dengan massa molarnya. Difusi adalah proses pencampuran dua gas secara perlahan. Efusi adalah proses yang terjadi ketika gas diizinkan keluar dari wadahnya melalui lubang kecil.

Hukum Graham menyatakan bahwa laju di mana gas akan menyebar atau berdifusi berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari massa molar gas. Ini berarti gas ringan menyebar / menyebar dengan cepat dan gas yang lebih berat menyebar / menyebar perlahan.

Contoh masalah ini menggunakan hukum Graham untuk menemukan seberapa cepat satu gas efuse dari yang lain.

Gas X memiliki masa molar 72 g / mol dan Gas Y memiliki masa molar dari 2 g / mol. Seberapa cepat atau lambatkah Gas Y terbuang dari celah kecil dibandingkan Gas X pada suhu yang sama?

Larutan:

Hukum Graham dapat dinyatakan sebagai:

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

dimana
r_X = laju efusi / difusi Gas X
MM_X= massa molar dari Gas X
r_Y = laju efusi / difusi Gas Y
MM_Y = massa molar Gas Y

Kami ingin tahu seberapa cepat atau lebih lambat Y Gas efisien dibandingkan dengan Gas X. Untuk mendapatkan nilai ini, kita perlu rasio tarif Gas Y ke Gas X. Memecahkan persamaan untuk r

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

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

Gunakan nilai yang diberikan untuk massa molar dan hubungkan ke dalam persamaan:

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

Perhatikan bahwa jawabannya adalah angka murni. Dengan kata lain, unit dibatalkan. Apa yang Anda dapatkan adalah berapa kali lebih cepat atau lebih lambat gas Y yang dihasilkan dibandingkan dengan gas X.

Menjawab:

Gas Y akan menghasilkan enam kali lebih cepat dari Gas X yang lebih berat.

Jika Anda diminta untuk membandingkan berapa banyak efusi gas X lebih lambat dibandingkan dengan gas Y, ambil saja kebalikan dari laju, yang dalam hal ini adalah 1/6 atau 0,167.

Tidak masalah unit apa yang Anda gunakan untuk laju efusi. Jika gas X efektif pada 1 mm / menit, maka gas Y efektif pada 6 mm / menit. Jika gas Y efektif pada 6 cm / jam, maka gas X efektif pada 1 cm / jam.

• Hukum Graham hanya dapat digunakan untuk membandingkan laju difusi atau efusi gas pada suhu konstan.
• Hukum rusak, seperti hukum gas lainnya, ketika konsentrasi gas menjadi sangat tinggi. Undang-undang gas ditulis untuk gas ideal, yang berada pada suhu dan tekanan rendah. Saat Anda meningkatkan suhu atau tekanan, Anda dapat mengharapkan perilaku yang diprediksi akan menyimpang dari pengukuran eksperimental.