Paritian

Química

Calculadora da Lei de Graham (Efusão)

Quantas vezes um gás escapa mais depressa do que outro por um orifício minúsculo, a partir das massas molares, e quanto tempo o segundo gás demora para a mesma quantidade.

Resultados

O gás 1 escapa este número de vezes mais depressa 3,9841 ×
Tempo que o gás 2 demora para a mesma quantidade 39,841 s
O gás 1 é mais rápido em 298,41 %

O que faz esta ferramenta

Thomas Graham descobriu em 1846 que um gás que escapa por um orifício minúsculo o faz a uma velocidade inversamente proporcional à raiz quadrada da sua massa molar. A teoria cinética explica porquê: à mesma temperatura todos os gases têm a mesma energia cinética média, por isso as moléculas mais leves têm de andar mais depressa. O hidrogénio (2 g/mol) escapa assim cerca de quatro vezes mais depressa do que o oxigénio (32 g/mol). Foi esta mesma lei que fez funcionar as fábricas de difusão gasosa que enriqueciam urânio: as duas formas de hexafluoreto de urânio diferem em velocidade apenas cerca de 0,43 %, por isso o gás tinha de atravessar uma cascata enorme de andares. Em rigor, vale para orifícios muito mais pequenos do que a distância que uma molécula percorre entre colisões.

Fórmula

rate₁ ÷ rate₂ = √(M₂ ÷ M₁) · t₂ = t₁ × √(M₂ ÷ M₁)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
m1Massa molar do gás 1g/mol
m2Massa molar do gás 2g/mol
t1Tempo que o gás 1 demora a efundirs
RO gás 1 escapa este número de vezes mais depressa×
T2Tempo que o gás 2 demora para a mesma quantidades
PFO gás 1 é mais rápido em%

Exemplo resolvido

  • Massa molar do gás 12,016 g/mol
  • Massa molar do gás 232 g/mol
  • Tempo que o gás 1 demora a efundir10 s
  • O gás 1 escapa este número de vezes mais depressa3,9841 ×
  • Tempo que o gás 2 demora para a mesma quantidade39,841 s
  • O gás 1 é mais rápido em298,41 %

Limitações

  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
  • Os valores por defeito são referências típicas e não medições da sua situação. Substitua-os pelos seus próprios dados sempre que os tiver.