قانون پخش مولکولی گراهام

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

فردید (قانون) پخش مولکولی، نفوذ مولکولی یا واپخش گراهام در سال ۱۸۴۸ میلادی توسط دانشمند فیزیک‌دان و شیمی‌دان اسکاتلندی توماس گراهام بیان شد. گراهام به طور تجربی دریافت که سرعت نفوذ گاز با جذر وزن مولکولی گاز، به طور معکوس متناسب است. بر اساس فردید واپخش گراهام، سرعت نفوذ گازها (تعداد مولکول‌های عبور کرده از حفره در ثانیه) به وزن مولکولی گازها بستگی دارد. در واقع گازهایی که وزن مولکولی کم تری دارند سریع تر از گازهایی که وزن بیشتری دارند، از درون حفره عبور می‌کنند؛ بنابراین گازی که دارای وزن مولکولی پایین‌تری است، سرعت نفوذ مولکولی بالاتری دارد بنابراین زمان مربوط به نفوذ آن کم تر است؛ بنابراین مولکول‌های سبک تر، سرعت بالاتری دارند. تئوری کامل تری از قانون گراهام سال‌ها بعد به صورت تئوری سینتیکی و جنبشی گازها ارائه شد.

رابطهٔ پخش مولکولی گراهام:

{\mbox{Rate}_1 \over \mbox{Rate}_2}=\sqrt{M_2 \over M_1}

در رابطهٔ بالا:

  • Rate1 تجمع گاز اول (حجم یا تعداد مول در واحد زمان) است.
  • Rate2 تجمع گاز دوم است.
  • M1 جرم مولی گاز اول است.
  • M2 جرم مولی گاز دوم است.

برخی کاربردها[ویرایش]

  1. جداسازی هیدروژن سنگین (دوتریم) و هیدروژن.
  2. یکی از روش‌های غنی سازی اورانیوم نیز که بر اساس جداسازی هگزا فلوئورید اورانیوم، که آمیخته‌ای از هم پروتون‌های (ایزوتوپ‌های) ۲۳۵ و ۲۳۸ اورانیوم است، به کار می‌رود.
  3. دیالیز
  4. قانون گراهام در واقع اساس و پایه‌ای را برای تفکیک ایزوتوپ‌ها به وسیلهٔ نفوذ مولکولی، فراهم آورده است که این روش می‌تواند نقش بسیار سخت و بحرانی ای را در توسعهٔ بمب اتمی ارائه دهد (مبنایی برای تفکیک ایزوتوپ 235U از 238U).

منابع[ویرایش]

  • مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Graham's law»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۱۴ مرداد ۱۳۹۲).