UNIVERSIDAD DE COLIMAFACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO

FISICOQUIMICA IDr. Zeferino Gómez Sandoval

Practica: Ley de Graham

Alumno: Manuel Ramírez Fonseca

2º “A” Q.F.B.

Fecha: 05 de marzo de 2014

Objetivo.-

En el laboratorio de química computacional, mediante programas de interacción educativos, demostrar la ley de Graham y sus principios.

Introducción.-

De los 4 estados de la materia, los gases presentan la mayor facilidad de difusión de sus respectivas moléculas, como ocurre en el aire, ya que sus moléculas tienen velocidades superiores. Las moléculas de diferentes clases tienen velocidades diferentes, a temperatura constante, dependiendo únicamente de la densidad.

La difusión es el proceso por el cual una sustancia se distribuye uniformemente en el espacio que la encierra o en el medio en que se encuentra. Por ejemplo: si se conectan dos tanques conteniendo el mismo gas a diferentes presiones, en corto tiempo la presión es igual en ambos tanques. También si se introduce una pequeña cantidad de gas A en un extremo de un tanque cerrado que contiene otro gas B, rápidamente el gas A se distribuirá uniformemente por todo el tanque.

La Ley de Graham, formulada en 1829 por Thomas Graham, establece que las velocidades de difusión y efusión de los gases son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus respectivas masa molares.

V 1V 2

=√M 2M 1Siendo las velocidades y las masas molares.

La difusión es una consecuencia del movimiento continuo y elástico de las moléculas gaseosas. Gases diferentes tienen distintas velocidades de difusión. Para obtener información cuantitativa sobre las velocidades de difusión se han hecho muchas determinaciones. En una técnica el gas se deja pasar por orificios pequeños a un espacio totalmente vacío; la distribución en estas condiciones se llama efusión y la velocidad de las moléculas es igual que en la difusión. Los resultados son expresados por la ley de Graham. "La velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad."

V 1V 2

=√ ρ2ρ1

En donde v1 y v2 son las velocidades de difusión de los gases que se comparan y 𝝆1 y 𝝆2 son las densidades. Las densidades se pueden relacionar con la masa y el volumen porque (d=m/v ); cuando M sea igual a la masa (peso) molecular y V al volumen molecular, podemos establecer la siguiente relación entre las velocidades de difusión de dos gases y su peso molecular:

V 1V 2

=√M 2V 2√M 1V 1

V 1V 2

=√M 2√V 2

√V 1√M 1

y como los volúmenes moleculares de los gases en condiciones iguales de temperatura y presión son idénticos, es decir V1 = V2, en la ecuación anterior sus raíces cuadradas se cancelan, quedando:

V 1V 2

=√M 2√M 1

Es decir: la velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su peso molecular.

Material.-

Computadora Individual Enlace : http://www.educaplus.org/gases/lab_graham.html

Desarrollo.-

1. Ingresamos a la página del enlace de educaplus.

2. Se nos aparece un modelador virtual para explicar la ley de Graham donde podemos cambiar el volumen de ciertos gases y apreciar su velocidad de efusión.

3. Tomamos 10 datos (10 volúmenes diferentes) de cada gas para poder realizar una tabla y después un grafico.

4. Seleccionamos el mismo volumen para todos los gases y comparar la velocidad de efusión.

5. Reportamos lo observado y calculamos el peso molecular de los gases indicados.

Resultados.-

Gases Hidrógeno Oxígeno Xenón Criptón Gas X Gas Y Gas Z

Volu

men

(ml)

100 5 20 40.6 32.4 23.5 15.9 38.9 90 4.5 18 36.5 29.2 21.2 14.3 35 80 4 16 32.5 25.9 18.8 12.8 31.1 70 3.5 14 28.4 22.7 16.5 11.2 27.3 60 3 12 24.4 19.5 14.1 9.6 23.4 50 2.5 10 20.3 16.2 11.8 8 19.5 40 2 8 16.3 13 9.4 6.4 15.6 30 1.5 6 12.2 9.8 7.1 4.8 11.7 20 1 4 8.2 6.5 4.7 3.2 7.8 10 0.5 2 4.1 3.3 2.4 1.6 3.9

Tiempo de efusión (s)

Velocidad de efusión (ml/s)Hidrógeno 20.0Oxígeno 5.0Xenón 2.5Criptón 3.1Gas X 4.3Gas Y 6.3Gas Z 2.6

Con los datos obtenidos y basándote en la ley de Graham para la efusión clasifica los 7 gases en orden creciente de masas moleculares.

1. Hidrógeno2. Gas Y3. Oxígeno4. Gas X5. Criptón6. Gas Z7. Xenón

¿Cuáles son las masas molares para los gases X, Y y Z?

Conclusión.-