ग्रैहम का फॉर्मूला फ़ॉर डिफ्यूज़न एंड एफ़्यूज़न

ग्राहम का नियम की दर के बीच के रिश्ते को व्यक्त करता है बहाव या प्रसार एक गैस की और वह गैस की अणु भार. डिफ्यूजन एक मात्रा या दूसरी गैस में गैस के फैलने का वर्णन करता है और इफ्यूजन एक छोटे से छिद्र के माध्यम से एक खुले कक्ष में गैस की गति का वर्णन करता है।

1829 में, स्कॉटिश रसायनशास्त्री थॉमस ग्राहम ने प्रयोग के माध्यम से निर्धारित किया कि गैस का प्रवाह दर है व्युत्क्रमानुपाती गैस कण के घनत्व के वर्गमूल में। 1848 में, उन्होंने दिखाया कि एक गैस के प्रवाह की दर इसके दाढ़ द्रव्यमान के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है। ग्राहम का नियम यह भी दर्शाता है कि द गैसों की गतिज ऊर्जा समान तापमान पर समान होते हैं।

ग्राहम का नियम बताता है कि की दर फैलाव या बहाव एक गैस अपने दाढ़ द्रव्यमान के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है। इस कानून को नीचे समीकरण रूप में देखें।

आर r 1 / (एम)^½

या

आर (एम)^½ = स्थिर

इन समीकरणों में, आर = प्रसार या प्रवाह की दर और म = दाढ़ द्रव्यमान।

आम तौर पर, इस कानून का उपयोग गैसों और गैस बी के रूप में चिह्नित, अक्सर गैसों के बीच प्रसार और प्रवाह दर में अंतर की तुलना करने के लिए किया जाता है। यह मानता है कि तापमान और दबाव दोनों गैसों के बीच स्थिर और बराबर हैं। जब ग्राहम के नियम का उपयोग इस तरह की तुलना के लिए किया जाता है, तो सूत्र इस प्रकार लिखा जाता है:

आर_{गैस ए}/ r_{गैस बी} = (एम_{गैस बी})^½/(M_{गैस ए})^½

ग्राहम के नियम का एक अनुप्रयोग यह निर्धारित करना है कि एक गैस दूसरे के संबंध में कितनी तेजी से प्रवाहित होगी और दर में अंतर को निर्धारित करेगी। उदाहरण के लिए, यदि आप हाइड्रोजन (एच) की प्रवाह दर की तुलना करना चाहते हैं₂) और ऑक्सीजन गैस (O)₂), आप उनके दाढ़ जन (हाइड्रोजन = 2 और ऑक्सीजन = 32) का उपयोग कर सकते हैं और उन्हें विपरीत रूप से संबंधित कर सकते हैं।

प्रवाह दर की तुलना के लिए समीकरण: दर एच₂/ दर ओ₂ = 32^1/2 / 2^1/2 = 16^1/2 / 1^1/2 = 4/1

इस समीकरण से पता चलता है कि हाइड्रोजन के अणु ऑक्सीजन के अणुओं की तुलना में चार गुना तेज गति से चलते हैं।

एक अन्य प्रकार की ग्राहम की कानून समस्या आपको गैस के आणविक भार का पता लगाने के लिए कह सकती है यदि आप इसकी पहचान और दो अलग-अलग गैसों के बीच के प्रवाह अनुपात को जानते हैं।

आणविक भार खोजने के लिए समीकरण: म₂ = एम₁मूल्यांकन करें₁² / मूल्यांकन करें₂²

ग्राहम के कानून का एक और व्यावहारिक अनुप्रयोग है यूरेनियम संवर्धन। प्राकृतिक यूरेनियम में थोड़ा अलग द्रव्यमान वाले समस्थानिकों का मिश्रण होता है। गैसीय संलयन में, यूरेनियम अयस्क को पहले यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड गैस में बनाया जाता है, फिर बार-बार छिद्रित पदार्थ के माध्यम से प्रवाहित किया जाता है। प्रत्येक प्रवाह के माध्यम से, छिद्रों से गुजरने वाली सामग्री U-235 (a) में अधिक केंद्रित हो जाती है आइसोटोप परमाणु ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है) क्योंकि यह आइसोटोप भारी से तेज दर पर फैलता है U-238।