La loi de ChemTeam Graham
Problème n ° 1: Si des quantités égales d'hélium et d'argon sont placés dans un récipient poreux et on laisse échapper, ce qui gaz échappera plus vite et combien plus vite?
Solution: Set Rate1 = He = x
Set rate2 = Ar = 1
Le poids moléculaire de He = 4,00
Le poids moléculaire de Ar = 39,95
En substituant, on a: x / 1 = √ (39,95 / 4,00)
x = 3,16 fois plus vite.
Problème n ° 2: Quel est le poids moléculaire d'un gaz qui diffuse 1/50 aussi vite que l'hydrogène?
Le poids moléculaire de H2 = 2,02
Le poids moléculaire de l'autre gaz = x.
Par la loi de Graham (voir la réponse à la question n ° 1), nous avons: 1/50 = √ (2,02 / x)
x = 5050 g / mol
Problème n ° 3: Deux récipients poreux sont remplis avec de l'hydrogène et le néon respectivement. Dans des conditions identiques, les 2/3 de l'hydrogène échappe à 6 heures. Combien de temps cela prendra-t-il pour la moitié du néon pour échapper?
Le poids moléculaire de H2 = 2,02
Le poids moléculaire de Ne = 20,18
Par la loi de Graham: x / 1 = √ (20,18 / 2,02)
x = 3,16
Étant donné que le H2 échappe 3,16 fois plus vite que Ne, ce calcul détermine la quantité de Ne laissant en 6 heures: 0,67 / 3,16 = 0.211
Calculer le temps nécessaire pour la moitié du Ne s'échapper, sachant que 0.211 échappe à 6 heures: 0,211 / 6 = 0,50 / x
Problème n ° 4: Si la densité de l'hydrogène est 0,090 g / L et son taux de diffusion est 5,93 fois supérieure à celle du chlore, quelle est la densité du chlore?
Le poids moléculaire de H2 = 2,02
Le poids moléculaire du Cl2 = x.
Par la loi de Graham: 5,93 / 1 = √ (x / 2,02)
x = 71,03 g / mol
Déterminer la densité du gaz en utilisant le volume molaire: 71,03 g / L = 22,414 3,169 g / L
Problème # 5: Comment beaucoup plus rapide d'hydrogène échapper à travers un récipient poreux que le dioxyde de soufre?
Le poids moléculaire de H2 = 2,02
Le poids moléculaire du SO2 = 64,06
Par la loi de Graham: x / 1 = √ (64,06 / 2,02)
x = 5,63 fois plus vite
Problème n ° 6: comparer la vitesse de diffusion du dioxyde de carbone (CO2) l'ozone (O3) à la même température.
Solution: Le poids moléculaire du CO2 = 44,0
Le poids moléculaire du O3 = 48,0
Faire deux choses: régler le taux O2 = 1 (car il est le plus lourd)
assigner à être r2 (depuis r2 est dans le dénominateur)
Par conséquent: x sur 1 = √ (48 sur 44)
x = 1,04
CO2 1,04 fois plus diffuse rapidement O3
Problème n ° 7: 2,278 x 10 4 mol d'une substance gazeuse non identifiée effuse à travers un petit trou dans 95.70 s. Dans des conditions identiques, 1,738 x 10 4 moles d'argon gazeux a 81.60 s à effuse. Quelle est la masse molaire de la substance non identifiée?
La première chose que nous devons faire est de calculer la vitesse d'effusion pour chaque gaz: gaz inconnu: 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
Maintenant, nous sommes prêts à utiliser la loi de Graham. S'il vous plaît noter: (1) Je vais laisser tomber le 6 de chaque 10 taux et (2) nous savons que la masse molaire d'argon provenant de sources de référence. Que l'argon soit r1. 2,123 / 2,380 = √ (x / 39,948)
Carré les deux côtés et à résoudre pour x: = 0,7957 x / x = 39,948 31,786 g / mol (31,79 à 4 chiffres significatifs)
Problème n ° 8: Un composé constitué de carbone, d'hydrogène et de chlore diffuse à travers un sténopé 0.411 fois plus vite que le néon. Sélectionner la formule moléculaire correct pour le composé: a) CHCl3
b) CH2 Cl2
c) C2 H2 Cl2
d) C2 H3 Cl
Laissez r1 = 0,411; cela signifie r2 (le taux d'effusion pour Ne) est égale à 1.
Insertion de valeurs dans les rendements de la loi de Graham: 0/411 / 1 = √ (20,18 / x)
le 20,18 est le poids atomique du Ne.
Quadrature deux côtés donne: 0,16892 = 20,18 / x
Résolution des rendements de x: x = 119,46 g / mol
L'examen des formules pour les réponses possibles, nous voyons cette réponse un (CHCl3) donne un poids moléculaire d'environ 119,5.
Problème # 9: Quelle paire de gaz contient un qui effuse au taux de l'autre dans la paire deux fois? A. He et Ne
B. Ne et CO2
C. Il et CH4
D. CO2 et HCl
E. CH4 et HCl
1) Nous pouvons résoudre ce problème en résolvant un faux problème: Set Rate1 = 2
Set rate2 = 1
Nous avons maintenant un gaz (Rate1) épanché deux fois plus vite un autre gaz (rate2). Nous voulons maintenant savoir combien lourd est le gaz plus lent. Set MM1 = 1
Set MM2 = x
Notre gaz plus rapide (Rate1) est aussi notre gaz plus léger (MM1). Nous savons voulons connaître la masse molaire (MM2) de notre plus lourd, plus lent (rate2) gaz.
Remarquez comment je mis le gaz plus léger masse égale à 1. Je aurais pu utiliser un nombre, tout ce que je dois savoir est combien de fois plus la masse du gaz plus lent est.
2) Utilisation de la loi de Graham: 01/02 = √ (x / 1)
Notre gaz plus lourd est quatre fois plus heaver que le gaz plus léger (rappelez-vous que le briquet est épanché deux fois plus vite que le gaz plus lourd).
3) Répondez à la question: Nous cherchons une paire de gaz dans lequel le gaz plus lourd est quatre fois plus lourd que le gaz plus léger. Nous trouvons le seul choix qui satisfait ce critère est la réponse c.
Pour continuer le « deux fois » thème, vous pouvez résoudre ce problème, si vous le souhaitez:
L'oxygène pèse environ deux fois plus que le méthane. Dans les mêmes conditions de température et de pression, la façon beaucoup plus rapide ne un échantillon de méthane effuse qu'un échantillon d'oxygène?
Problème n ° 10: Si une molécule de CH4 une distance de diffuse 0,530 m d'une source ponctuelle, calculer la distance (en mètres) qu'une molécule de N2 diffuserait dans les mêmes conditions pour la même période de temps.
Supposons que les gaz chaque diffuse en une seconde, afin de créer un débit. Set Rate1 = N2 = x
Set rate2 = CH4 = 0,530 m / s
Le poids moléculaire du N2 = 28,0
Le poids moléculaire du CH4 = 16,0
Le remplacement, nous avons: x / 0,530 = √ (16,0 / 28,0)