Ley de graham

informe de laboratorio

1. Ley de Graham
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 masas molares.
??????
1
??????
2
= √
??????
1
??????
2

Siendo v las velocidades y M las masas molares.
Efusión es el flujo de partículas de gas a través de orificios estrechos o poros.
Se hace uso de este principio en el método de efusión de separación de isótopos.
El fenómeno de efusión está relacionado con la energía cinética de las moléculas. Gracias a su
movimiento constante, las partículas de una sustancia, se distribuyen uniformemente en el
espacio libre. Si hay una concentración mayor de partículas en un punto habrá más choques entre
sí, por lo que hará que se muevan hacia las regiones de menor número: las sustancias se efunden
de una región de mayor concentración a una región de menor concentración.
Índice [ocultar]
1 Velocidad de difusión de los gases
2 Ley de difusión de Graham
2.1 Ejemplo 1
2.2 Ejemplo 2
Velocidad de difusión de los gases[editar]

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.
Ley de difusión de Graham[editar]

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

2. 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 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."
En donde v1 y v2 son las velocidades de difusión de los gases que se comparan y d1 y d2 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) v molecular y v al volumen molecular, podemos establecer la
siguiente relación entre las velocidades de difusión de dos gases y su peso molecular:
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:
Es decir: la velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su
peso molecular.
Ejemplo 1[editar]
¿Qué gas tiene mayor velocidad de difusión, el neón o el nitrógeno?
Respuesta
Primero se necesita conocer las densidades de los gases que intervienen. Como un mol de gas
ocupa 22,4 L a T.P.E., sus densidades serán (peso molecular/volumen).
neón = 20/22,4 = 0,88 g/l
nitrógeno = 28/22,4 = 1,25 g/l
sea v1 = velocidad de difusión del nitrógeno y v2 = velocidad de difusión del neón.
Debido a que la velocidad de difusión es inversamente proporcional a las densidades, tendrá
mayor velocidad de difusión el menos denso. aumente en numero de choques con los gases, por
lo que deben disminuir lasinteracciones, tanto con la pared del tubo como entre las moléculas
mismas; estosuponiendo que el efecto de la interacción de las moléculas de aire con los dos gases
esigual (a pesar de ser moléculas diferentes)

3. 2.- RESUMEN
Para este laboratorio se verificará la ley de Graham, que consiste en un proceso en el cual una
sustancia se distribuye uniformemente en el espacio que la encierra o en su mismo medio, por lo
cual para lograr esto se utilizaran 2 compuestos, acido clorhídrico fumante (HCl) y amoniaco
(NH3), los cuales formaran una sal (NH4Cl) en el tubo. La ley de difusión Graham se observara en
la velocidad de difusión de estosgases, las cuales son diferentes para cada compuesto y es
inversamente proporcional a laraíz cuadrada de sus densidades.Lo propuesto anteriormente se
evidencia por la formación de un anillo en eltubo, el cual se ve mas desplazado en dirección hacia
el HCl debido a que su pesomolecular es mas alto que el del NH3.
El experimento se llevo a cabo con la medicióndel tiempo a presión y temperatura constante. La
aplicación de esta ley a los datosobtenidos arrojó una proporción de velocidades de difusión
NH3/HCl de 1,66 presentando un 13% de error.
3.- INTRODUCCIÓN
La difusión es una consecuencia del movimiento continuo y elástico de lasmoléculas gaseosas.
Gases diferentes tienen distintas velocidades de difusión. Paraobtener información cuantitativa
sobre las velocidades de difusión se han hecho muchasdeterminaciones. En una técnica el gas se
deja pasar por orificios pequeños a un espaciototalmente vacío; la distribución en estas
condiciones se llama efusión y la velocidad delas moléculas es igual que en la difusión. Este
movimiento de las moléculas de los gasesse produce desde una zona de alta concentración a una
de baja concentración, como semenciono anteriormente estos gases tienen diferentes velocidades
debido al choque deestas moléculas con las paredes del tubo por lo que el tiempo de encuentro
caótico entrelas moléculas de ambos gases se dará evidente en un tiempo relativo. Sabemos
queobjetos más pesados se mueven de forma más lenta, lo mismo ocurre con los gases,gases con
un peso molecular mas alto se moverán de más lentamente que uno de pesomolecular más
liviano. Este enunciado se ve reflejado en la siguiente ecuación propuesta por Graham donde:
"La velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su
densidad."
??????
1
??????
2
= √
??????
2
??????
1
(1)
Donde “v” es la velocidad de difusión de los gases y “ρ” su densidad. Sabemos que la densidad es:
??????=
�??????????????????
�����??????�
(2)
Mi valor experimental obtenido para la ley de Graham fue 1,66, por lo que alaplicar estos datos en
la fórmula (15) obtenemos que nuestro resultado tiene un error de13%

4. 6.- DISCUSIÓN
El objetivo de esta sesión de laboratorio es corroborar el cumplimiento de la Leyde difusión de
Graham. Al revisar los datos obtenidos se ve que la distancia recorrida por las moléculas de HCl es
menor que las de NH3, lo cual tiene relación con las masasmolares de cada uno de ellos, es decir,
una molécula con mayor masa se moverá maslento, de modo que, en el marco del experimento,
este gas recorrerá un menor distancia; para el NH3 tenemos que tiene menor masa molar
comparada con el HCl, de modo queeste gas recorrerá una distancia mayor. Ahora bien, no
podemos decir que, en lascondiciones de realización del experimento, las moléculas de cada gas
estaban solasdentro del tubo, ya que hay presentes moléculas de aire que cooperan con los
choquesde cada uno de los gases usados en la experiencia, obteniendo, que los gases se
demorenun poco más en encontrarse y formar el halo de NH4Cl.
El porcentaje de error del valor obtenido es de un 13 %En el procedimiento descrito en la guía de
trabajo se pide que las gotas de cadasolución se agreguen de manera simultánea, de esta forma,
los gases empiezan adifundir al mismo tiempo. Los valores obtenidos, y su error, muestran que la
distanciarecorrida por el NH3
es bastante más del ideal, a diferencia del HCl que es menor. Loanterior puede tener explicación
por una descoordinación al momento de agregar lasgotas sobre los algodones, lo que muy
probablemente condujo a que el NH3 comenzará a difundir antes por el tubo.Un factor adicional
de error es la posibilidad de una diferencia en el volumen deuno de los compuestos, lo que
originaría interacciones adicionales en las moléculas deuno de los gases, variando la distancia a la
que se forma el halo.
¿Por qué el halo aparece en ese lugar y no en otro?
El halo se forma mas cerca del punto de aplicación del HCl, esto nos indica quelas moléculas de HCl
recorrieron una distancia menor al encontrarse con el NH3 y formar el halo, lo cual concuerda con
el concepto de la ley de Graham en la cual lavelocidad de difusión es inversamente proporcional a
la raíz cuadrada de la masamolecular, es decir, una molécula de mayor masa se moverá mas lento
por lo recorreráuna menor distancia en un mismo tiempo comparada con otra sustancia mas
livianacomo el NH3.
Si la experiencia se realiza en un tubo con ausencia de aire. ¿Qué cree quepasaría?
La distancia a la que se forma el halo no debería varía de manerasignificativamente, ya que este
valor está asociado a los gases que se está haciendodifundir dentro del tubo (en estricto rigor a las
masas moleculares de éstos). Lo quedebería variar serían los tiempo de difusión al no haber
presente moléculas de aire que
7.- CONCLUSIONES
1) Se comprobó que se cumple el concepto detrás de la ley de difusión de Graham en lacual el
valor para la velocidad de difusión de un gas es inverso con respecto a la masamolecular de éste.2)

5. A pesar de que hay presencia de aíre, se obtuvo un valor para la ley de Graham de1.66, el cual
tiene un 13% de error. Las desviaciones del experimento se puedenminimizar procurando cargar
ambos algodones en los extremos del tubo al mismotiempo, o, en su defecto, con algún método
que permita tener algodones con el mismovolumen de cada sustancia a difundir y colocarlos en los
extremos de forma simultánea
8.- REFERNCIAS
[1] NEIDIG, H. A. “et al”. Graham’s law of diffusion and effusion. Journal of chemicalEducation.
44(12): 740-744, Diciembre, 1967.








UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS PRACTICA N° 5: LEY DE
DIFUSIÓN DE GRAHAM: |
OBJETIVO:
Estudiar la efusión y difusión gaseosa y sus movimientos moleculares así comprobando la Ley de
Difusión de Graham.
Comprobar la ley de Graham y cómo funciona la difusión de gases en los diferentes tipos de gases
y como esta cambia.
FUNDAMENTO:
Ley de difusión de Graham
La difusión es el proceso por el cual una substancia 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 difusión es una consecuencia del movimiento continuo y elástico de las moléculas

6. 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."
Difusión de gases
Es la mezcla gradual de las moléculas de un gas con moléculas de otro gas, en virtud de sus
propiedades cinéticas, constituye una demostración directa del movimiento aleatorio. La difusión
siempre procede de una región de mayor concentración a otra menos concentrada. A pesar de
que las velocidades moleculares son muy grandes, el proceso de difusión toma una tiempo
relativamente grande para complementarse. Por ello, la difusión de los gases siempre sucede en
forma gradual.








ESCALA KELVIN DE TEMPERATURAABSOLUTA
Si273mLdeunamuestradegasa0ºCsecalientahasta273ºCapresiónconstante,su volumen
sedoblaa546mL.Porotrolado,silatemperaturadeunamuestrade273mLdegasa0ºCsehiciesedescende
rdesde0a(-)273ºCelgasteóricamentenoocuparíaningúnvolumen.
CUERTEINARIO:
1.-A QUE T° PREDICE LA LEY DE CHARLES QUE EL VOLUMEN DE LOS GASES ES CERO?
La relación entre el volumen de un gas y la temperatura fue descubierta en 1787 por el científico
francés Jacques Charles (1746-1823). Charles descubrió que el volumen de una cantidad fija de gas
a una presión constante aumenta linealmente con la temperatura, tal y como muestra la figura:

7. Al extrapolar estos datos experimentales la línea punteada pasa por -273° C. Observe de la figura
que se predice que el gas tendrá un volumen igual a cero a esta temperatura.
En 1848 William Thomson, propuso una escala de temperatura absoluta, ahora conocida como
escala Kelvin. En esta escala, 0 K, que es conocida como cero absoluto, es igual a -273,15 oC. En
términos de la escala Kelvin, la ley de Charles puede expresarse como sigue: El volumen de una
cantidad fija de gas mantenida a presión constante, es directamente proporcional a su
temperatura absoluta.
V = Constante*T o V/T = Constante
2.-
5.-ESTABLECER DIFERENCIAS ENTRE UN GAS IDEAL Y UN REAL?
OTRAS DIFERENCIAS
- Para un gas ideal la variable "z" siempre vale uno, en cambio para un gas real, "z" tiene que valer
diferente que uno.

- La ecuación de estado para un gas ideal, prescinde de la variable "z" ya que esta para un gas
ideal, vale uno. Y para un gas real, ya que esta variable tiene que ser diferente de uno, así que la
formula queda de esta forma: p.V = z.n.R.T.

- La ecuación de Van der Waals se diferencia de las de los gases ideales por la presencia de dos
términos de corrección; uno corrige el volumen, el otro modifica la presión.

- Los gases reales, a presiones y temperaturas cercanas a las ambientales, actúan como gases
ideales.
8.- calcular las velocidades relativas de efusión del metano y helio por el mismo agujero a la misma
temperatura, si la presión del gas metano es 4 veces mayor que aquella del gas helio?