Back to the topics list

sheria ya graham

Sheria ya Graham ya Effusion

Sheria ya Graham ya Effusion ni kanuni inayoelezea tabia ya gesi zinapotoka kupitia shimo dogo, linalojulikana kama mmiminiko. Sheria hii ilitungwa na mwanakemia wa Uskoti Thomas Graham mwaka wa 1848. Sheria ya Graham inaeleza jinsi kiwango cha umwagaji wa gesi kinavyowiana kinyume na mzizi wa mraba wa molekuli yake ya molar. Hii ina maana kwamba gesi nyepesi zitatoka kwa kasi zaidi kuliko gesi nzito.

Kuelewa Effusion

Effusion ni mchakato ambapo molekuli za gesi hutoka kwenye chombo kupitia shimo ndogo hadi utupu. Umiminiko haupaswi kuchanganyikiwa na usambaaji, ambao ni uenezaji wa molekuli za gesi katika nafasi hadi zisambazwe sawasawa. Effusion inalenga katika harakati ya gesi kupitia kizuizi, wakati uenezi unahusika na kuenea kwa gesi katika eneo wazi.

Taarifa ya Sheria ya Graham

Sheria ya Graham inaweza kuonyeshwa kihisabati kama:

Wapi:

• Rate_1 na Rate_2 ni viwango vya umwagaji wa gesi 1 na gesi 2, mtawalia.
• M_1 na M_2 ni molekuli ya molar ya gesi 1 na gesi 2, mtawalia.

Mlinganyo huu unamaanisha kwamba kiwango ambacho gesi hutoka ni sawia moja kwa moja na kinyume cha mzizi wa mraba wa molekuli yake ya molar. Kwa hiyo, gesi yenye molekuli ya chini ya molar itatoka kwa haraka zaidi kuliko gesi yenye molekuli ya juu ya molar.

Mifano ya Sheria ya Graham

Mfano 1: Kulinganisha Hidrojeni na Oksijeni.

Fikiria gesi za hidrojeni (H ₂ ) na oksijeni (O ₂ ). Hidrojeni ina molekuli ya takriban 2 g/mol, na oksijeni ina molekuli ya takriban 32 g/mol. Kutumia Sheria ya Graham:

Hii inamaanisha kuwa gesi ya hidrojeni hutoka kwa kasi mara nne kuliko gesi ya oksijeni.

Mfano 2: Kueneza Harufu ya Manukato.

Unapopunyiza manukato, harufu huenea haraka katika chumba. Hii ni kutokana na molekuli ndogo ya molar ya molekuli za manukato, ambayo inawawezesha kumwaga haraka hewani, kufuata Sheria ya Graham.

Matumizi ya Sheria ya Graham

Sheria ya Graham ina matumizi kadhaa ya vitendo katika michakato ya kisayansi na viwanda:

• Kutenganishwa kwa Gesi: Sheria ya Graham inaweza kutumika kutenganisha gesi za molekuli tofauti za molar kwa kuziruhusu kufifia kupitia utando wa vinyweleo kwa viwango tofauti.
• Utambuzi wa Uvujaji: Ugunduzi wa uvujaji katika mifumo ya utupu unaweza kufanywa kwa kuangalia kasi ya umwagaji wa gesi, kama vile heliamu, ambayo inajulikana kwa kiwango chake cha juu cha mmiminiko kutokana na molekuli yake ya chini ya molar.
• Kemia ya Uchanganuzi: Katika spectrometry ya wingi, Sheria ya Graham inatumika kutenganisha ioni kulingana na uwiano wao wa wingi hadi chaji, kwa kutumia kanuni isiyo ya moja kwa moja kwamba chembechembe nyepesi husogea kwa kasi zaidi.

Mapungufu ya Sheria ya Graham

Ingawa Sheria ya Graham inatoa maarifa muhimu kuhusu tabia ya gesi, ina vikwazo fulani:

• Sheria ya Graham inadhani kwamba molekuli za gesi haziingiliani, jambo ambalo sio kweli kila wakati katika hali halisi.
• Sheria ni sahihi zaidi kwa gesi chini ya shinikizo la chini, ambapo mwingiliano kati ya molekuli za gesi ni ndogo.
• Kwa shinikizo la juu au katika hali ya mchanganyiko wa gesi, kupotoka kutoka kwa Sheria ya Graham kunaweza kutokea kwa sababu ya ugumu wa mwingiliano wa gesi.

Maonyesho ya Majaribio ya Sheria ya Graham

Ingawa somo hili halihusishi kufanya majaribio, kuelewa jinsi Sheria ya Graham inaweza kuonyeshwa kuna manufaa. Jaribio moja rahisi linahusisha kutumia puto mbili zilizojaa gesi tofauti, kama vile heliamu kwa moja na dioksidi kaboni kwa nyingine. Kwa kushikamana na puto hizi kwenye kifaa cha kumwaga gesi, mtu anaweza kuona kasi ambayo kila gesi hutoka kwenye puto. Kupima muda uliochukuliwa kwa kila puto kupunguka kunaweza kutoa onyesho la vitendo la Sheria ya Graham.

Hitimisho

Sheria ya Graham ya Effusion ni kanuni ya msingi katika utafiti wa gesi. Inatoa ufahamu wazi wa jinsi gesi tofauti hutoka kupitia fursa ndogo na ina matumizi muhimu katika nyanja mbalimbali za sayansi na teknolojia. Licha ya mapungufu yake, Sheria ya Graham inasalia kuwa chombo muhimu kwa wanasayansi na wahandisi wanaofanya kazi na gesi na mchanganyiko wa gesi.