صف كيف تؤثر كتلة الجسيم الغازي على معدل انتشاره وتدفقه. عندما يتم إدخال عينة من الغاز في جزء واحد من حاوية مغلقة ، فإن جزيئاتها تتشتت بسرعة كبيرة في جميع أنحاء الحاوية ؛ تسمى هذه العملية التي تنتشر فيها الجسيمات بالانتشار. لمعرفة الآلية التي يحدث بها الانتشار وما يعتمد عليه ، يجب أن نفهم بعض المفاهيم الأساسية.
ما هي الغازات؟
الغازات هي إحدى حالات المادة الثلاث ، بالإضافة إلى الحالة السائلة والصلبة ، وتتميز بما يلي:
- روابط الذرات أو الجزيئات بينهما ضعيفة والمسافات متباعدة.
- لا يقاوم الغاز محاولة تغيير شكله ويأخذ شكل الفراغ الذي يوضع فيه ، لذلك ليس له حجم ثابت.
- تتمتع جزيئات الغاز بطاقة حركية عالية تجعلها تتحرك في أكثر من اتجاه في حركة عشوائية في خطوط مستقيمة دون توقف.
- الغازات شديدة الانضغاط ، وتنتشر بسرعة إذا انخفض الضغط.
جسيم غازي
- عادةً ما تسمى كثافة كتلة الغاز فقط “الكثافة” ، حيث إنها كتلة الغاز بالنسبة إلى حجم الغاز ، أي الكثافة تساوي الكتلة.
- تتصرف جزيئات الغاز بشكل مثالي في نفس الظروف (درجة الحرارة والضغط) ، وتتغير حركتها مع تغير الظروف.
- الغازات المختلفة لها كتل مختلفة لكل جسيم.
- يمكننا تحديد عدد جزيئات الغاز (عدد المولات) في ظل مجموعة معينة من الظروف ، إذا قمنا بقياس كثافة الغاز. باستخدام كثافة الغاز ، يمكننا تحديد الوزن الجزيئي للمركب الغازي.
صف كيف تؤثر كتلة الجسيم الغازي على معدل انتشاره وتدفقه
من أجل وصف تأثير كتلة جزيء الغاز على معدل انتشارها وتدفقها ، يجب أن نستخدم قانون الانتشار أو (قانون التدفق) للكيميائي توماس جراهام ، وينص القانون على ما يلي: معدل تدفق الغاز يتناسب عكسيًا مع الجذر التربيعي لكتلته المولية. يتضح من هذا القانون أن العلاقة بين الكتلة والانتشار معكوس وليست مباشرة.
أي أن للجسيم الثقيل سرعة أقل وطاقة حركية أقل ، لأن الجسيم الكبير يتفاعل بشكل أكبر مع بيئته ، مما يؤدي إلى تباطؤه ، وبالتالي تنتشر الجسيمات الثقيلة الكبيرة بشكل أبطأ من الجزيئات الخفيفة أو الصغيرة.
وهكذا ، تمكنا من وصف تأثير كتلة الجسيم الغازي على معدل انتشاره وتدفقه ، بعد أن حددنا بإيجاز ماهية الغازات وما هو الجسيم الغازي.