ChemTeam Graham s Law
Problem # 1: Wenn gleiche Mengen von Helium und Argon werden in einem porösen Behälter gegeben und entweichen können, das Gas entweichen schneller und wie viel schneller?
Lösung: Stellen Sie rate1 = He = x
Set rate2 = Ar = 1
Das Molekulargewicht von He = 4,00
Das Molekulargewicht von Ar = 39.95
Setzt man, haben wir: x / 1 = √ (39.95 / 4.00)
x = 3,16-mal so schnell.
Problem # 2: Was ist das Molekulargewicht eines Gases, das 1/50 so schnell wie Wasserstoff diffundiert?
Das Molekulargewicht von H2 = 2,02
Das Molekulargewicht der anderen Gas = x.
Von Graham-Gesetz (siehe die Antwort # 1) zu fragen, haben wir: 1/50 = √ (2,02 / x)
x = 5050 g / mol
Problem 3: zwei poröse Gefäße werden mit Wasserstoff und Neon ist. Unter identischen Bedingungen entweicht 2/3 des Wasserstoff in 6 Stunden. Wie lange dauert es, bis die Hälfte des Neon zu entkommen?
Das Molekulargewicht von H2 = 2,02
Das Molekulargewicht von Ne = 20.18
Von Graham Gesetz: x / 1 = √ (20,18 / 2,02)
x = 3,16
Da die H2 so schnell wie Ne 3,16 mal entweicht, bestimmt diese Berechnung die Menge von Ne in 6 Stunden zu verlassen: 0,67 / 3,16 = 0,211
Berechnen Sie die benötigte Zeit für die Hälfte der Ne zu entkommen, wohl wissend, dass 0.211 Fluchten in 6 Stunden: 0.211 / 6 = 0,50 / x
Problem 4: Wenn die Dichte von Wasserstoff 0,090 g / l und seine Diffusionsrate ist 5,93-fache von Chlor, was die Dichte von Chlor?
Das Molekulargewicht von H2 = 2,02
Das Molekulargewicht von Cl 2 = x.
Von Graham Gesetz: 5,93 / 1 = √ (x / 2.02)
x = 71,03 g / mol
Bestimmen Gasdichte unter Verwendung des molaren Volumen: 71,03 g / 22,414 L = 3.169 g / L
Problem # 5: Wie viel schneller entweicht Wasserstoff durch einen porösen Behälter als Schwefeldioxid?
Das Molekulargewicht von H2 = 2,02
Das Molekulargewicht von SO2 = 64,06
Von Graham Gesetz: x / 1 = √ (64,06 / 2,02)
x = 5,63-mal so schnell
Problem 6: Vergleichen der Rate der Diffusion von Kohlendioxid (CO 2) Ozon (O3) bei der gleichen Temperatur.
Lösung: Das Molekulargewicht von CO2 = 44,0
Das Molekulargewicht der O3 = 48,0
Zwei Dinge tun: set O2-Rate = 1 (da es die schwerer)
weisen Sie r2 zu sein (da r2 im Nenner ist)
Deshalb gilt: x über 1 = √ (48 über 44)
x = 1,04
CO2 diffundiert 1,04 mal so schnell wie O3
Problem # 7: 2.278 x 10 4 mol einer unbekannten gasförmigen Substanz verströmt durch ein winziges Loch in 95.70 s. Unter identischen Bedingungen 1.738 x 10 4 Mol Argongas nimmt 81.60 s bis effuse. Was ist der Molmasse der nicht identifizierten Substanz?
Das erste, was wir tun müssen, ist die Rate des Erguss für jedes Gas zu berechnen: unbekannt Gas: 2,278 x 10 4 mol / 95,70 s = 2,380 x 10 6 mol / s
Argon: 1.738 x 10 4 mol / 81,60 s = 2,123 x 10 6 mol / s
Jetzt sind wir bereit, Graham Gesetz zu verwenden. Bitte beachten Sie: (1) Ich werde die 10 6 von jeder Rate fallen und (2) wir kennen die Molmasse von Argon aus Nachschlagewerken. Lassen Argon r1 werden. 2.123 / 2.380 = √ (x / 39,948)
Quadrieren, beide Seiten und löse für x: 0,7957 = x / 39,948 x = 31,786 g / mol (31,79-4 signifikante Ziffern)
Problem # 8: Eine Verbindung, bestehend aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Chlor diffundiert durch einen Pinhole 0.411 mal so schnell wie Neon. Wählen Sie die richtige Molekularformel für die Verbindung: a) CHCl3
b) CH 2 Cl 2
c) C2 H2 Cl2
d) C2 H3 Cl
Lassen r 1 = 0,411; Dies bedeutet, R2 (die Rate des Erguss für Ne) gleich 1 ist.
Einfügen von Werten in Grahams Gesetz ergibt: 0/411 / 1 = √ (20.18 / x)
die 20.18 ist das Atomgewicht von Ne.
Quadrieren beiden Seiten gibt: 0,16892 = 20,18 / x
Lösen für x ergibt: x = 119.46 g / mol
Die Untersuchung der Formeln für die möglichen Antworten, sehen wir, dass Antwort a (CHCl 3) ergibt ein Molekulargewicht von etwa 119,5.
Problem # 9: Welches Paar von Gasen enthält eine, die mit der doppelten Geschwindigkeit des anderen in dem Paar verströmt? A. Er und Ne
B. Ne und CO2
C. Er und CH4
D. CO2 und HCl
E. CH4 und HCl
1) Wir können dieses Problem lösen, indem sie eine gefälschte Problemlösung: Stellen Sie rate1 = 2
Set rate2 = 1
Wir haben jetzt eine Gas (rate1) doppelt so schnell wie ein anderes Gas (rate2) effusing. Wir wollen jetzt wissen, wie viel schwerer das langsame Gas ist. Set MM1 = 1
Set MM2 = x
Unser schnelles Gas (rate1) ist auch unser Feuerzeuggas (MM1). Wir wissen wollen, die Molmasse (MM2) unser schweren, langsamer (rate2) Gas kennen.
Beachten Sie, wie ich das leichtere Gas' Masse gleich 1 ich verwendet habe, könnte ein beliebige Zahl, alles, was ich wissen muß, ist, wie viele Male größer die Masse des langsamen Gases ist.
2) Verwenden Sie Graham Gesetz: 2/1 = √ (x / 1)
Unser schweres Gas ist viermal heaver als das leichtere Gas (nicht vergessen, dass das Feuerzeug doppelt so schnell wie das schwerere Gas effusing).
3) Beantworten Sie die Frage: Wir suchen ein Paar von Gasen, in denen das schwerere Gas viermal so schwer wie das leichtere Gas ist. Wir finden die einzige Wahl, die erfüllt dieses Kriterium Antwort c ist.
Um weiterhin die ‚zweimal als‘ Thema, könnte man dieses Problem lösen, wenn Sie es wünschen:
Sauerstoff wiegt etwa doppelt so viel wie Methan. Unter den gleichen Bedingungen von Temperatur und Druck, wie viel schneller ist eine Probe von Methan effuse als eine Probe von Sauerstoff?
Problem # 10: Wenn ein Molekül von CH4 einen Abstand von 0,530 m von einer Punktquelle diffundiert, die Berechnung die Entfernung (in Metern), dass ein Molekül von N 2 unter den gleichen Bedingungen für die gleiche Zeitdauer diffundieren würde.
Es sei angenommen, um die Gase jeweils in einer Sekunde diffundieren, um eine Rate zu schaffen. Set rate1 = N2 = x
Set rate2 = CH4 = 0.530 m / s
Das Molekulargewicht von N2 = 28,0
Das Molekulargewicht von CH4 = 16,0
Setzt man, haben wir: x / 0.530 = √ (16,0 / 28,0)