Ley de Graham

La investigación de Graham sobre la difusión de gases fue desencadenada por su lectura sobre la observación del químico alemán Johann Döbereiner de que el gas de hidrógeno se difundía por una pequeña grieta en una botella de vidrio más rápido que el aire circundante se difundía para reemplazarlo. Graham midió la velocidad de difusión de gases a través de tapones de yeso, a través de tubos muy finos y a través de pequeños orificios. De esta manera ralentizó el proceso para que pudiera ser estudiado cuantitativamente., Declaró por primera vez en 1831 que la tasa de derrame de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad, y más tarde en 1848 mostró que esta tasa es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la masa molar. Graham pasó a estudiar la difusión de sustancias en solución y en el proceso hizo el descubrimiento de que algunas soluciones aparentes en realidad son suspensiones de partículas demasiado grandes para pasar a través de un filtro de pergamino. Llamó a estos materiales coloides, un término que ha llegado a denotar una clase importante de materiales finamente divididos.,

en el momento en que Graham hizo su trabajo, el concepto de peso molecular se estaba estableciendo en gran medida a través de las mediciones de gases. Daniel Bernoulli sugirió en 1738 en su libro Hydrodynamica que el calor aumenta en proporción a la velocidad, y por lo tanto la energía cinética, de las partículas de gas. El físico italiano Amedeo Avogadro también sugirió en 1811 que volúmenes iguales de gases diferentes contienen números iguales de moléculas. Por lo tanto, los pesos moleculares relativos de dos gases son iguales a la relación de pesos de volúmenes iguales de los gases., La visión de Avogadro junto con otros estudios del comportamiento de los gases proporcionó una base para el trabajo teórico posterior del físico escocés James Clerk Maxwell para explicar las propiedades de los gases como colecciones de Pequeñas partículas que se mueven a través del espacio en gran parte vacío.

quizás el mayor éxito de la teoría cinética de los gases, como llegó a llamarse, fue el descubrimiento de que para los gases, la temperatura medida en la escala de temperatura Kelvin (absoluta) es directamente proporcional a la energía cinética promedio de las moléculas de gas., La Ley de Graham para la difusión podría ser entendida como una consecuencia de que las energías cinéticas moleculares sean iguales a la misma temperatura.,frac {1}{2}}m_{\rm {H_{2}}}v_{\rm {H_{2}}}^{2}={\frac {1}{2}}m_{\rm {O_{2}}}v_{\rm {O_{2}}}^{2}}

Que se puede simplificar y reorganizar para:

v H 2 2 v S 2 2 = m O 2 m H 2 {\displaystyle {\frac {v_{\rm {H_{2}}}^{2}}{v_{\rm {O_{2}}}^{2}}}={\frac {m_{\rm {O_{2}}}}{m_{\rm {H_{2}}}}}}

o:

v H 2 v O 2 = m O 2 m H 2 {\displaystyle {\frac {v_{\rm {H_{2}}}}{v_{\rm {O_{2}}}}}={\sqrt {\frac {m_{\rm {O_{2}}}}{m_{\rm {H_{2}}}}}}}

Ergo, cuando se limita el sistema para el paso de partículas a través de un área, Ley de Graham aparece escrita en el inicio de este artículo.,