Cette relation est connue sous le nom de Loi de l'épanchement de Graham. :
```
Taux₁ / Taux₂ =√(M₂ / M₁)
```
Où :
* Tarif₁ est le taux d'épanchement du gaz 1
* Taux₂ est le taux d'épanchement du gaz 2
* M₁ est la masse molaire du gaz 1
* M₂ est la masse molaire du gaz 2
Explication :
Le taux d'épanchement est déterminé par la vitesse moyenne des molécules de gaz. Les molécules plus légères se déplacent plus rapidement que les molécules plus lourdes à la même température. En effet, l'énergie cinétique d'une molécule de gaz est proportionnelle à sa température et à sa masse.
Par conséquent, les molécules plus légères ont une vitesse moyenne plus élevée et s’évacuent donc plus rapidement à travers une petite ouverture.
Exemple :
Considérons l'hélium (He) et l'oxygène (O₂). L'hélium a une masse molaire de 4 g/mol, tandis que l'oxygène a une masse molaire de 32 g/mol.
D'après la loi de Graham :
```
Taux(He) / Taux(O₂) =√(32 / 4) =√8 ≈ 2,83
```
Cela signifie que l’hélium s’épanche environ 2,83 fois plus vite que l’oxygène.
Applications :
La loi de Graham a plusieurs applications en chimie et en physique, notamment :
* Séparation des gaz : Des gaz de masses molaires différentes peuvent être séparés en leur permettant de s'échapper à travers une membrane poreuse.
* Détermination de la masse molaire : La masse molaire d'un gaz inconnu peut être déterminée en comparant son taux d'épanchement à celui d'un gaz connu.
* Comprendre la diffusion des gaz : Le concept de taux d'épanchement est également lié à la diffusion des gaz, qui est le mouvement des molécules de gaz d'une région de forte concentration vers une région de faible concentration.
