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Si 273 mL de una muestra de gas a 0ºC se calienta hasta 273 ºC a presión constante, su volumen se dobla a 546 mL. Por otro lado, si la temperatura de una muestra de 273 mL de gas a 0ºC se hiciese descender desde 0 a (-) 273 ºC el gas teóricamente no ocuparía ningún volumen.

LEY DE GRAHAM

Formulada en 1829 por Thomas Graham

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INTRODUCCIÓN

Las velocidades de efusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas densidades . y

La ley de Graham indica que el índice de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su peso molecular.

y como los volúmenes moleculares de los gases en y condiciones iguales de temperatura y presión son idénticos, es decir V1 = V2, en la ecuación anterior sus raíces cuadradas se cancelan, quedando:

Es decir: O
O         
     O O         OO .

APLICACIÓN m      !"  #  $%  "  "&  

Por ejemplo: si se conectan dos tanques conteniendo el mismo gas a diferentes presiones, en corto tiempo la presión es igual en ambos tanques.

FENÓMENO DE EFUSIÓN

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LEY DE GRAHAM Ò Se puede también utilizar para encontrar el peso molecular aproximado de un gas si un gas es una especie sabida, y si hay un cociente específico entre los índices de dos gases (por ejemplo en el ejemplo anterior). La ecuación se puede solucionar para cualquiera uno de los pesos moleculares proporcionó los subíndices es constante.

LEY DE GRAHAM Ò La ley de Graham era la base para separar 235U de 238U (mineral de uranio).

La ley de Graham proporciona una base para separar los isótopos por la difusión - un método que vino a desempeñar un papel crucial en el desarrollo de la bomba atómica.

TAREA: Ósmosis y la imbibición vegetal. Un gas se difunde 5.0 veces más rápido que otro. Si el peso molecular (M) del primero es 20, ¿cuál es el peso molecular (M2) del segundo?

PROBLEMAS Ò 1 . ¿Cuál es la velocidad de efusión del oxígeno con respecto al hidrógeno? Ò 2. ¿Qué gas tiene mayor velocidad de difusión, el neón o el nitrógeno?

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RESULTADO Ò 1. ¿Cuál es la velocidad de efusión del oxígeno con respecto al hidrógeno? Si la masa molar del oxígeno es 32 y la del hidrógeno es 2 (gases diatómicos):

La velocidad de efusión del hidrógeno es 4 veces mayor que la del oxígeno.

RESULTADO Ò 2. ¿Qué gas tiene mayor velocidad de difusión, el neón o el nitrógeno? Primero se necesita conocer las densidades de los gases que intervienen. Como un mol de gas ocupa 22,4 L a T.P.E., sus densidades serán (peso molecular/volumen). neón = 20/22,4 = 0,88 g/l nitrógeno = 28/22,4 = 1,25 g/l sea v1 = velocidad de difusión del nitrógeno y v2 = velocidad de difusión del neón. Debido a que la velocidad de difusión es inversamente proporcional a las densidades, tendrá mayor velocidad de difusión el menos denso.

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