Back to the topics list

ligji i grahamit

Ligji i Grahamit të rrjedhjes

Ligji i Grahamit të Efuzionit është një parim që përshkruan sjelljen e gazeve kur ato dalin nga një vrimë e vogël, e njohur si derdhje. Ky ligj u formulua nga kimisti skocez Thomas Graham në 1848. Ligji i Grahamit shpjegon se si shpejtësia e derdhjes së një gazi është në përpjesëtim të zhdrejtë me rrënjën katrore të masës molare të tij. Kjo do të thotë që gazrat më të lehta do të rrjedhin më shpejt se gazrat më të rëndë.

Kuptimi i Efuzionit

Efuzioni është një proces ku molekulat e gazit dalin nga një enë përmes një vrime të vogël në një vakum. Efuzioni nuk duhet të ngatërrohet me difuzionin, që është përhapja e molekulave të gazit në të gjithë hapësirën derisa ato të shpërndahen në mënyrë uniforme. Efuzioni fokusohet në lëvizjen e gazit përmes një pengese, ndërsa difuzioni merret me përhapjen e gazit në një zonë të hapur.

Deklarata e Ligjit të Graham

Ligji i Graham mund të shprehet matematikisht si:

Ku:

• Rate_1 dhe Rate_2 janë normat e derdhjes së gazit 1 dhe gazit 2, respektivisht.
• M_1 dhe M_2 janë masat molare të gazit 1 dhe gazit 2, respektivisht.

Ky ekuacion nënkupton që shpejtësia me të cilën një gaz derdhet është drejtpërdrejt proporcionale me inversin e rrënjës katrore të masës së tij molare. Prandaj, një gaz me një masë molare më të ulët do të rrjedhë më shpejt se një gaz me një masë molare më të lartë.

Shembuj të ligjit të Graham

Shembulli 1: Krahasimi i hidrogjenit dhe oksigjenit.

Konsideroni gazrat e hidrogjenit (H ₂ ) dhe të oksigjenit (O ₂ ). Hidrogjeni ka një masë molare prej përafërsisht 2 g/mol, dhe oksigjeni ka një masë molare prej përafërsisht 32 g/mol. Zbatimi i ligjit të Grahamit:

Kjo do të thotë që gazi i hidrogjenit derdhet katër herë më shpejt se gazi oksigjen.

Shembulli 2: Përhapja e erës së parfumit.

Kur spërkatni parfum, aroma përhapet shpejt në të gjithë dhomën. Kjo është për shkak të masës së vogël molare të molekulave të parfumit, e cila i lejon ato të shpërndahen me shpejtësi në ajër, duke ndjekur ligjin e Graham.

Zbatimet e ligjit të Graham

Ligji i Grahamit ka disa zbatime praktike në proceset shkencore dhe industriale:

• Ndarja e gazit: Ligji i Graham mund të përdoret për të ndarë gazrat me masa të ndryshme molare duke i lejuar ata të derdhen përmes një membrane poroze me shpejtësi të ndryshme.
• Zbulimi i rrjedhjeve: Zbulimi i rrjedhjeve në sistemet e vakumit mund të bëhet duke vëzhguar shkallën e derdhjes së një gazi, siç është heliumi, i cili njihet për shkallën e tij të lartë të derdhjes për shkak të masës së tij të ulët molare.
• Kimia analitike: Në spektrometrinë e masës, Ligji i Grahamit përdoret për të ndarë jonet bazuar në raportin e tyre masë ndaj ngarkesës, duke zbatuar në mënyrë indirekte parimin që grimcat më të lehta lëvizin më shpejt.

Kufizimet e Ligjit të Graham

Ndërsa Ligji i Grahamit ofron njohuri të vlefshme për sjelljen e gazeve, ai ka disa kufizime:

• Ligji i Grahamit supozon se molekulat e gazit nuk ndërveprojnë me njëra-tjetrën, gjë që nuk është gjithmonë e vërtetë në situata reale.
• Ligji është më i saktë për gazrat nën presion të ulët, ku ndërveprimet ndërmjet molekulave të gazit janë minimale.
• Në presione të larta ose në rastet e përzierjeve të gazit, devijimet nga Ligji i Grahamit mund të ndodhin për shkak të kompleksitetit të ndërveprimeve të gazit.

Demonstrimi Eksperimental i Ligjit të Graham

Megjithëse ky mësim nuk përfshin kryerjen e eksperimenteve, të kuptuarit se si mund të demonstrohet Ligji i Grahamit është i dobishëm. Një eksperiment i thjeshtë përfshin përdorimin e dy balonave të mbushura me gazra të ndryshëm, si helium për njërin dhe dioksid karboni për tjetrin. Duke i bashkangjitur këto balona në një aparat të derdhjes së gazit, mund të vëzhgoni shpejtësinë me të cilën çdo gaz ikën nga baloni. Matja e kohës që nevojitet për çdo tullumbace për t'u shfryrë mund të sigurojë një demonstrim praktik të Ligjit të Grahamit në veprim.

konkluzioni

Ligji i derdhjes i Graham është një parim themelor në studimin e gazeve. Ai siguron një kuptim të qartë se si gazrat e ndryshëm derdhen përmes hapjeve të vogla dhe ka aplikime të rëndësishme në fusha të ndryshme të shkencës dhe teknologjisë. Pavarësisht kufizimeve të tij, Ligji i Grahamit mbetet një mjet thelbësor për shkencëtarët dhe inxhinierët që punojnë me gazra dhe përzierje gazesh.