この関係は、グラハムの滲出法則として知られています :
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rate₁ /rate₂=√(m₂ /m₁)
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どこ:
* レート ガスの滲出速度1です
* レート ガスの滲出速度2です
* m₁ ガスのモル質量1です
* m₂ ガスの臼歯質量2です
説明:
滲出速度は、ガス分子の平均速度によって決定されます。軽い分子は、同じ温度で重い分子よりも速く移動します。これは、ガス分子の運動エネルギーがその温度と質量に比例しているためです。
したがって、軽い分子は平均速度が高く、したがって、小さな開口部からより速く流出します。
例:
ヘリウム(HE)と酸素(O₂)を検討してください。ヘリウムのモル質量は4 g/mol、酸素のモル質量は32 g/molです。
グラハムの法則によると:
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レート(he) / rate(o₂)=√(32 /4)=√8r2.83
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これは、ヘリウムが酸素よりも約2.83倍速く流出することを意味します。
アプリケーション:
グラハムの法律には、化学と物理学にいくつかのアプリケーションがあります。
* 分離ガス: 異なるモル質量を持つガスは、多孔質膜を介して流出できるようにすることで分離できます。
* モル質量の決定: 未知のガスのモル質量は、既知のガスの滲出速度と比較することで決定できます。
* ガス拡散の理解: 滲出速度の概念は、高濃度の領域から低濃度の領域へのガス分子の動きであるガスの拡散にも関連しています。