Graham'ın Effuziya Qanunu, qazların efüzyon olaraq bilinən kiçik bir dəlikdən qaçdıqları zaman davranışını təsvir edən bir prinsipdir. Bu qanun 1848-ci ildə Şotland kimyaçısı Tomas Qrem tərəfindən tərtib edilmişdir. Graham qanunu qazın efüzyon sürətinin onun molyar kütləsinin kvadrat kökü ilə tərs mütənasib olduğunu izah edir. Bu o deməkdir ki, daha yüngül qazlar daha ağır qazlardan daha sürətli sızacaq.
Effuziya, qaz molekullarının kiçik bir deşik vasitəsilə bir konteynerdən vakuuma qaçdığı bir prosesdir. Effuziyanı diffuziya ilə qarışdırmaq olmaz, yəni qaz molekullarının bərabər paylanana qədər kosmosda yayılması. Effuziya qazın bir maneə vasitəsilə hərəkətinə diqqət yetirir, diffuziya isə qazın açıq ərazidə yayılması ilə məşğul olur.
Graham qanunu riyazi olaraq belə ifadə edilə bilər:
\( \frac{Rate_1}{Rate_2} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}} \)Harada:
Bu tənlik qazın sızma sürətinin onun molyar kütləsinin kvadrat kökünün tərsinə düz mütənasib olduğunu nəzərdə tutur. Buna görə də, aşağı molyar kütləsi olan bir qaz, daha yüksək molyar kütləsi olan qazdan daha tez axacaq.
Nümunə 1: Hidrogen və Oksigenin müqayisəsi.
Hidrogen (H 2 ) və oksigen (O 2 ) qazlarını nəzərdən keçirək. Hidrogenin molyar kütləsi təxminən 2 q/mol, oksigenin isə təxminən 32 q/mol molyar kütləsi var. Graham qanununun tətbiqi:
\( \frac{Rate_{H_2}}{Rate_{O_2}} = \sqrt{\frac{32}{2}} = \sqrt{16} = 4 \)Bu o deməkdir ki, hidrogen qazı oksigen qazından dörd dəfə daha sürətli yayılır.
Misal 2: Ətir Qoxusunun Yayılması.
Ətir səpdiyiniz zaman qoxu bütün otağa sürətlə yayılır. Bu, ətir molekullarının Graham qanununa uyğun olaraq sürətlə havaya yayılmasına imkan verən kiçik molar kütləsi ilə bağlıdır.
Graham qanununun elmi və sənaye proseslərində bir neçə praktik tətbiqi var:
Graham Qanunu qazların davranışı haqqında dəyərli fikirlər təqdim etsə də, onun bəzi məhdudiyyətləri var:
Baxmayaraq ki, bu dərs təcrübələrin aparılmasını nəzərdə tutmasa da, Graham Qanununun necə nümayiş etdirilə biləcəyini başa düşmək faydalıdır. Sadə bir təcrübə, biri üçün helium, digəri üçün karbon qazı kimi müxtəlif qazlarla doldurulmuş iki şardan istifadə etməyi nəzərdə tutur. Bu balonları qaz effüzyon aparatına taxmaqla hər bir qazın şardan qaçma sürətini müşahidə etmək olar. Hər bir şarın söndürülməsinə sərf olunan vaxtın ölçülməsi Qraham Qanununun praktiki nümayişini təmin edə bilər.
Grahamın Effuziya Qanunu qazların öyrənilməsində əsas prinsipdir. O, müxtəlif qazların kiçik dəliklərdən necə axdığını aydın başa düşür və elm və texnologiyanın müxtəlif sahələrində mühüm tətbiqlərə malikdir. Məhdudiyyətlərinə baxmayaraq, Graham Qanunu qazlar və qaz qarışıqları ilə işləyən elm adamları və mühəndislər üçün vacib alət olaraq qalır.
