Efusão de gases

Efusão de gases

Efusão de gases é o processo pelo qual um gás escapa de um recipiente para o vácuo através de um pequeno orifício, cuja dimensão é menor que o caminho livre médio das moléculas do gás. Determinação de massas molares: A Lei de Graham pode ser utilizada para determinar a massa molar de um gás desconhecido, comparando sua velocidade de efusão com a de um gás conhecido.

Efusão de gases é o processo pelo qual um gás escapa de um recipiente para o vácuo através de um pequeno orifício, cuja dimensão é menor que o caminho livre médio das moléculas do gás. Em outras palavras, é a passagem de um gás por um pequeno furo, de uma região de alta pressão para uma região de baixa pressão.

  • Movimento individual: A efusão se diferencia da difusão, pois na efusão as moléculas de gás se movem individualmente, sem colidir com outras moléculas, enquanto na difusão as moléculas se movem através de outro gás, colidindo entre si.
  • Velocidade de efusão: A velocidade com que um gás efunde depende de sua massa molar. Gases mais leves efundem mais rapidamente que gases mais pesados, pois suas moléculas possuem maior velocidade média.
  • Lei de Graham: A Lei de Graham estabelece que a velocidade de efusão de um gás é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa molar. Matematicamente:
v₁ / v₂ = √(M₂ / M₁)

onde:

  • v₁ e v₂ são as velocidades de efusão dos gases 1 e 2, respectivamente
  • M₁ e M₂ são as massas molares dos gases 1 e 2, respectivamente
  • Separação de isótopos: A efusão pode ser utilizada para separar isótopos de um mesmo elemento químico, que possuem massas molares ligeiramente diferentes. Um exemplo é o enriquecimento de urânio, onde o isótopo mais leve (urânio-235) é separado do isótopo mais pesado (urânio-238) por efusão através de membranas porosas.
  • Determinação de massas molares: A Lei de Graham pode ser utilizada para determinar a massa molar de um gás desconhecido, comparando sua velocidade de efusão com a de um gás conhecido.
  • Vazamento de gases: A efusão é um processo importante a ser considerado em situações que envolvem o vazamento de gases, como em tanques de armazenamento ou em sistemas de tubulação.

Fontes:

  • Atkins, Peter; Jones, Loretta. Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Bookman, 2012.
  • Chang, Raymond. Química Geral: Conceitos Essenciais. Bookman, 2007.
  • Kotz, John C.; Treichel, Paul M.; Townsend, John R. Química e Reações Químicas. Cengage Learning, 2015.