In Ordnung, also lasst uns über Grahams Gesetz sprechen. Grahams Gesetz besagt, dass die Diffusionsrate für ein Gas umgekehrt proportional zur Quadratwurzel seiner Molmasse ist. Nun, lassen Sie uns das in das aufteilen, was genau das bedeutet. In Ordnung.
Wir definieren also Diffusion, weil das Wort Effusion vom Wort Diffusion kommt. In Ordnung. Diffusion bedeutet also die Bewegung eines Materials durch ein anderes., Also, lass uns sagen, lass uns das benutzen, lass uns ein visuelles für uns selbst erstellen und sagen wir, du schläfst an einem Samstagmorgen und deine Mutter oder dein Vater ist unten und sie kochen dein Frühstück. Okay? Und so werden Sie durch den Geruch von Speck geweckt und so werden Sie wirklich aufgeregt zum Frühstück unten. Nun, wie kam der Speckduft zu dir? Wenn deine Eltern unten sind und dein Frühstück kochen, diese Gaspartikel, die sein werden, die den Duft auf ihnen haben,ist es wie von der Küche, durch dein Haus, die Treppe hinauf, in dein Schlafzimmer und schließlich in deine Nase., Es geht von einer hohen Konzentration, die Küche zu niedriger Konzentration, Ihr Schlafzimmer. Also und die Gaspartikel gehen durch die materielle Luft, die sich bereits in Ihrem Haus befindet. Das ist also ein Beispiel für Diffusion.
Ein Beispiel für Erguss, wo Gas durch eine kleine Öffnung könnte ein Teekessel sein. Ein Teekessel, das Gas, das sich beim Kochen von Wasser in einem Teekessel entwickelt, entweicht dem kleinen Loch in der Öffnung und macht dieses pfeifende Geräusch. Das ist ein Beispiel für Erguss., Oft kann ein Gaspartikel sein, das aus einem Nylonballon entweicht, das Heliumgas im Nylonballon entweicht und das Gas schrumpft und der Ballon schrumpft. Das ist auch ein Beispiel für Erguss.
Also lasst uns darüber reden, was das eigentlich bedeutet und wie schnell diese Partikel gehen. Okay, wir wissen also, dass die Ergusionsrate gleich der Quadratwurzel ist, der Umkehrung der Quadratwurzel der Molmasse. Also lasst uns das tatsächlich in die Tat umsetzen. Also werde ich direkt auf die gehen, in der Regel, wenn Sie über die Preise sprechen, Sie werden ein Gas zum anderen vergleichen., Sie werden also Gas a mit Gas b vergleichen und das ist eigentlich Grahams Gesetz, und ich komme in einer Sekunde dazu. Aber ich möchte es hier unten auf bildliche Weise beschreiben.
Okay. Nehmen wir an, Sie vergleichen die Raten von Chlorwasserstoffgas mit einer Molmasse von 36 Gramm pro Mol mit der Rate von Ammoniakgas, die 17 Gramm pro Mol beträgt. An einem Ende zur gleichen genauen Zeit wird dieses Gas in die Röhre und dieses Gas in die Röhre gelangen. Und sehen Sie, wenn sie sich treffen, werden sie tatsächlich eine Reaktion haben, Eine Reaktion wird auftreten., Also lass uns das tatsächlich tun, Also werden wir zur gleichen Zeit eintreten, du wirst hineinlegen, ich werde einen anderen Marker bekommen. Sie werden Chlorwasserstoff in ein Ende der Röhre geben und gleichzeitig Ammoniak an das andere Ende der Röhre geben.
Nun, was passieren wird. Nun, die Gaspartikel werden fließen und wir haben beschlossen, dass sie von einem fließen werden, von hoher Konzentration zu niedriger Konzentration. Also werden wir anfangen, aufeinander zuzufließen., Dieser Typ ist wirklich groß und schwer, 36 Gramm pro Maulwurf und dieser Typ ist wirklich leicht und dünn 17 Gramm pro Maulwurf. Also sollte dieser Typ schneller reisen als dieser Typ, oder? Dieser Typ wird also schnell schnell schnell schnell reisen, dieser Typ wird vergleichsweise langsam reisen, weil er wirklich schwer und schwer ist. Also werden sie sich wahrscheinlich näher am Chlorwasserstoffende treffen, wahrscheinlich hier, wo wir Ammoniumchlorid bekommen werden, ordentlich. Wahrscheinlich in der Regel hier, weil dies viel schneller als dieser Kerl reisen wird., Wenn Sie also die Raten vergleichen und die Rate tatsächlich finden, ist sie beim Vergleich mit der Rate von a im Vergleich zur Rate von b gleich der Quadratwurzel der Molmasse von a unten und über der Molmasse von b oben. Lassen Sie uns dies in die Praxis umsetzen.
Was ist der molare Gehalt eines Gases, das unter ähnlichen Bedingungen dreimal schneller diffundiert als Sauerstoff? In Ordnung. Sauerstoff hat also eine Molmasse von 32 Gramm pro Mol. Okay, und dieses unbekannte Gas kennen wir nicht. Wir haben unbekanntes gas. In Ordnung. Dieser Typ fährt dreimal schneller. Also werde ich sagen, dass es drei Maulwürfe pro Sekunde bewegt, okay? Entschuldigung…., Wir werden drei Meter pro Sekunde bekommen. Es macht mehr Sinn. Dann bewegt sich Sauerstoffgas, wenn es dreimal schneller fährt, wird es sich auf Meter pro Sekunde bewegen. In Ordnung.
Also, wenn wir wurden, um diese der rate von einem, ich ‚ m gehen zu sagen, unbekanntes gas, Sauerstoff geht zu b sein. Okay. Die Geschwindigkeit von a beträgt drei Meter pro Sekunde. Die Geschwindigkeit von b beträgt einen Meter pro Sekunde. Und das wird der Quadratwurzel von entsprechen und vergessen, sie umzudrehen, Molmasse von a, in diesem Fall wissen wir nicht, dass x der Molmasse b ist, in diesem Fall sind es 32 Gramm pro Mol. Also wollen wir lösen, was x ist. In Ordnung., Nun, ein einfacher Weg, dies zu tun, ist, beide Seiten zu quadrieren, und das gibt mir 9=32 über x. Wenn wir also x mal 9 multiplizieren, erhalten wir 9x=32. Wir teilen beide durch 9. x=3.55 Gramm pro mol. Dies ist meine Molmasse meines unbekannten Gases. Okay, so können wir es mathematisch machen und das sind die Fragen, die Sie wahrscheinlich sehen werden. Schauen wir uns tatsächlich ein Video von Grahams Gesetz und Handlung an.
ich verspreche Ihnen zu zeigen, etwas wirklich cooles, solange Sie Versprechen, nicht zu versuchen, es zu Hause, okay? In Ordnung. Jetzt möchte jeder wissen, warum meine Stimme beim Einatmen von Helium höher klingt., Die einfache Tatsache ist, dass Helium sechsmal weniger dichter ist als Luft, was bedeutet, dass Schallwellen viel schneller durch sie hindurchgehen, wodurch meine Stimme viel höher klingt. Jetzt kann der gleiche Effekt umgekehrt erzielt werden, wenn ich so etwas wie Schwefelhexaflourid einatme, das sechsmal dichter ist als Luft. Ich atme etwas davon ein und meine Stimme wird wirklich leise, obwohl ich irgendwie immer noch lustig bin. Es ist wissenschaftlich.
in Ordnung. also, wie hat Grahams Gesetz einen Teil davon gespielt? Nun, Helium, das er inhalierte, war eigentlich sehr, sehr leicht., So reiste es durch seinen Hals und reiste sehr schnell durch seine Stimmbänder und so machte er seine Stimme sehr, sehr hoch. Schwefelhexaflourid ist extrem schwer. Er sagte dicht und das ist die gleiche Idee, schwer oder dicht und es reiste, es reiste sehr langsam durch die Stimmbänder und machte seine Stimme sehr, sehr tief.
Das ist also ein echtes Beispiel aus dem wirklichen Leben oder ein lustiges Beispiel für Grahams Gesetz.