소개
스코틀랜드의 물리 화학자 인 토마스 그레이엄 (Thomas Graham)은 1848 년 그레이엄의 삼출 법 (Graham의 확산 법칙이라고도 함)을 제안했다. 그레이엄은 가스의 삼출 속도가 입자 몰 질량의 제곱근에 반비례한다는 것을 발견했다.
.확산이란 무엇입니까?
더 높은 농도에서 더 낮은 농도로의 입자의 움직임을 확산이라고합니다.
예를 들어, 설탕 큐브가 물 한 잔에 떨어지면 설탕 입자가 설탕 큐브의 높은 농도에서 물의 농도로 이동할 때 물에 섞여 있습니다.
삼출이란 무엇입니까?
삼출은 컨테이너 벽의 매우 작은 구멍을 통해 가스가 탈출하는 과정입니다. 구멍은 가스 분자의 평균 자유 경로보다 직경이 작습니다. 용기와 주변 환경 사이의 압력 차이로 인해 가스가 빠져 나옵니다. 삼출 속도는 화학 또는 물리학을 학습 할 때 가스의 밀도, 압력 및 온도를 계산하는 데 사용됩니다.
그레이엄의 확산과 삼출 법
Graham의 확산 법칙은 화학에서 중요한 연구였습니다. 그레이엄의 확산 법으로도 알려진이 법은 1848 년 토마스 그레이엄 (Thomas Graham)에 의해 발견되었습니다. 삼출 속도에 대한 그의 연구는 더 무거운 분자가 가벼운 분자보다 느리게 이동한다는 것을 보여 주었다. 온도와 압력이 일정하게 유지되면, Graham의 삼출 또는 확산 법칙에 따르면 어금니 질량이 높은 원자는 어금니 질량이 낮은 원자보다 더 느리게 발효됩니다. 그는 또한 확산 속도 또는 분자가 탈출하는 방법을 언급했습니다.
또한 삼출 속도는 몰 질량의 제곱근에 반비례한다고 주장한다. Graham의 확산법 공식은이 진술에서 파생됩니다. 일정한 온도와 압력에서 두 가스의 속도를 비교하는 데 사용할 수 있습니다. R1과 R2가 2 개의 가스의 삼출 속도이고 M1과 M2는 몰 질량이라고 가정합니다. 결과적으로 공식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
R1/R2 =√m1/m2
확산 속도의 계산
R1과 R2는 일정한 온도 및 압력에서 몰 질량 M1 및 M2를 갖는 2 개의 가스의 확산 속도가되도록하십시오.
.그레이엄의 법칙에 따르면
R1/R2 =D2/D1
그러나 증기 밀도 또는 밀도 (D) 증기 밀도는 가스 밀도 (D)에 비례합니다. 다시, 분자 질량은 두 개의 증기 밀도 또는 m =2d입니다.
결과적으로
R1/R2 =m2/m1
가스의 분자량 측면에서 확산 속도는이 공식을 사용하여 계산됩니다.
삼출 속도의 계산
'용재'라는 용어는 기체 입자가 작은 개구부에서 공간의 진공 또는 열린 용기로의 움직임을 말합니다. 이 공간은 진공, 가스 또는 대기 일 수 있습니다. 재료 분자는이 과정에서 조리개를 통해 밀봉 된 용기에서 빠져 나옵니다.
삼출 속도는 폐쇄 된 공간의 재료 입자가 시간이 지남에 따라 탈출되는 과정입니다. 삼출 속도를 계산하기위한 공식을 살펴 보겠습니다.
가스의 삼출 속도는 몰 질량의 제곱에 반비례합니다. 따라서 삼출 속도에 대한 공식은
입니다r2/r1 =√ (m2/m1)
그레이엄의 법의 중요성그레이엄의 법의 중요성은 다음과 같습니다.
- 다양한 밀도로 가스의 분리를 용이하게합니다.
- 다른 요소의 동위 원소를 분리하는 데 도움이됩니다.
- 확산/삼출 속도를 사용하는 것은 알려지지 않은 가스의 분자량을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
Graham의 확산 법의 적용
Graham의 법칙은 다음 상황에 적용될 수 있습니다.
- Graham의 법칙은 주로 가스 혼합물에서 구성 요소를 부분적으로 분리하는 데 사용됩니다.
- 혼합물이 다공성 벽이있는 튜브에서 강제로 강제되면 가벼운 성분은 시간이 지남에 따라 무거운 성분보다 빠르게 확산됩니다.
- 각 확산 분획으로 프로세스를 반복하면 한 구성 요소의 농도가 다른 구성 요소에 비해 크게 상승합니다. 이것을 atmolysis라고합니다. 이 방법은 아르곤을 질소와 결합하여 집중했습니다.
- Attolysis는 네온, 염소, 브롬, 산소 및 기타 요소의 동위 원소를 부분적으로 분리하는 데 사용되었습니다.
- Graham의 법칙은 석탄 광산에서 메탄 또는 습지 가스를 감지하는 데 사용됩니다.
결론
기체 입자의 무작위 운동은 피할 수 없습니다. 운동 에너지는 기체 입자에 존재하기 때문에 확산은 자연 스럽다. 가스 분자는 더 높은 온도에서 더 많은 운동 에너지를 가지기 때문에 확산이 더 빨리 발생합니다. 작은 구멍을 통한 가스 입자의 흐름을 삼출이라고합니다. Graham의 법칙에 따라 가스의 삼출 속도는 입자 질량의 제곱근에 반비례합니다. Graham의 법칙은 다양한 산업에 적용되는 매우 실용적인 개념입니다. 또한 매우 중요한 주제이며 다가오는 시험에 ACE를 위해 철저히 연구해야합니다.
