He aquí por qué:
* Teoría molecular cinética: Esta teoría establece que las moléculas de gas están en movimiento aleatorio constante y su energía cinética promedio es directamente proporcional a la temperatura absoluta.
* Ecuación de energía cinética: La energía cinética (KE) de una molécula de gas viene dada por:Ke =(1/2) MV², donde M es la masa y V es la velocidad.
* masa molar y velocidad: Dado que la energía cinética de todas las moléculas de gas a una temperatura dada es la misma, las moléculas más pesadas (masa molar más alta) tendrán una velocidad más baja para compensar su mayor masa.
Representación matemática:
:La velocidad de la raíz-cuadrado (VRMS) de las moléculas de gas viene dada por:
VRMS =√ (3RT/m)
Dónde:
* R es la constante de gas ideal
* T es la temperatura absoluta
* M es la masa molar
Esta ecuación muestra claramente la relación inversa entre la velocidad y la masa molar.
Implicaciones:
* Difusión: Los gases más ligeros se difunden más rápido que los gases más pesados porque sus moléculas se mueven más rápido.
* efusión: La tasa de derrame (el paso de las moléculas de gas a través de un pequeño agujero) también es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la masa molar. Esto se conoce como la Ley de derribos de Graham.
Ejemplo:
El gas de hidrógeno (H2, masa molar =2 g/mol) tendrá una velocidad más alta que el gas de oxígeno (O2, masa molar =32 g/mol) a la misma temperatura. Es por eso que el gas de hidrógeno escapa de un recipiente más rápido que el gas oxígeno.
