Back to the topics list

грахамов закон

Греамовиот закон за излив

Греамовиот закон за излив е принцип кој го опишува однесувањето на гасовите кога тие излегуваат низ мала дупка, позната како излив. Овој закон беше формулиран од шкотскиот хемичар Томас Греам во 1848 година. Законот на Греам објаснува како брзината на излив на гас е обратно пропорционална со квадратниот корен на неговата моларна маса. Ова значи дека полесните гасови ќе истечат побрзо од потешките гасови.

Разбирање на ефузија

Ефузијата е процес каде што молекулите на гас излегуваат од контејнер преку мала дупка во вакуум. Ефузијата не треба да се меша со дифузијата, што е ширење на молекулите на гас низ просторот додека не се рамномерно распоредени. Ефузијата се фокусира на движењето на гасот низ бариерата, додека дифузијата се занимава со ширењето на гасот во отворен простор.

Изјава на Греамовиот закон

Греамовиот закон може математички да се изрази како:

Каде:

• Rate_1 и Rate_2 се стапките на излив на гас 1 и гас 2, соодветно.
• M_1 и M_2 се моларните маси на гасот 1 и гасот 2, соодветно.

Оваа равенка имплицира дека брзината со која гасот истекува е директно пропорционална со инверзната на квадратниот корен на неговата моларна маса. Затоа, гасот со помала моларна маса ќе истекува побрзо од гасот со поголема моларна маса.

Примери на Греамовиот закон

Пример 1: Споредување на водород и кислород.

Размислете за гасовите на водород (H ₂ ) и кислород (O ₂ ). Водородот има моларна маса од приближно 2 g/mol, а кислородот има моларна маса од приближно 32 g/mol. Примена на Греамовиот закон:

Ова значи дека водородниот гас истекува четири пати побрзо од гасот кислород.

Пример 2: Ширење на мирис на парфем.

Кога прскате парфем, мирисот брзо се шири низ собата. Ова се должи на малата моларна маса на молекулите на парфемот, што им овозможува брзо да се излеваат во воздухот, следејќи го Греамовиот закон.

Примени на Греамовиот закон

Законот на Греам има неколку практични примени во научните и индустриските процеси:

• Раздвојување на гасови: Греамовиот закон може да се користи за одвојување на гасови со различни моларни маси со тоа што ќе им се дозволи да се излеваат низ порозна мембрана со различни стапки.
• Откривање на истекување: Откривањето на истекување во вакуумските системи може да се направи со набљудување на брзината на излив на гас, како што е хелиумот, кој е познат по својата висока стапка на излив поради ниската моларна маса.
• Аналитичка хемија: Во масената спектрометрија, Греамовиот закон се користи за одвојување на јони врз основа на нивниот сооднос маса-полнење, индиректно применувајќи го принципот дека полесните честички се движат побрзо.

Ограничувања на Греамовиот закон

Додека Законот на Греам дава вредни сознанија за однесувањето на гасовите, тој има некои ограничувања:

• Греамовиот закон претпоставува дека молекулите на гасот не комуницираат едни со други, што не е секогаш точно во реални ситуации.
• Законот е најточен за гасовите под низок притисок, каде што интеракциите помеѓу молекулите на гасот се минимални.
• При високи притисоци или во случаи на мешавини на гасови, може да се појават отстапувања од Греамовиот закон поради сложеноста на интеракциите на гасовите.

Експериментална демонстрација на Греамовиот закон

Иако оваа лекција не вклучува спроведување на експерименти, разбирањето како може да се демонстрира Законот на Греам е корисно. Еден едноставен експеримент вклучува употреба на два балони исполнети со различни гасови, како хелиум за едниот и јаглерод диоксид за другиот. Со прицврстување на овие балони на апарат за излив на гас, може да се набљудува брзината со која секој гас излегува од балонот. Мерењето на времето потребно за секој балон да се издува може да обезбеди практична демонстрација на Законот на Греам во акција.

Заклучок

Греамовиот закон за излив е основен принцип во проучувањето на гасовите. Обезбедува јасно разбирање за тоа како различни гасови се испуштаат низ мали отвори и има важна примена во различни области на науката и технологијата. И покрај неговите ограничувања, Законот на Греам останува суштинска алатка за научниците и инженерите кои работат со гасови и мешавини на гасови.