Calculadora de Ley de Graham

La ley de Graham describe cuán rápido escapan los gases por una pequeña abertura (efusión) o se dispersan (difusión) según su masa molar, y esta calculadora halla la razón de las tasas de dos gases. Introduces las masas molares de dos gases, y devuelve la razón de sus tasas de efusión y cuál gas efunde más rápido. La ley establece que la tasa de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masa molar, así que la razón de la tasa uno a la tasa dos es igual a la raíz cuadrada de la masa molar dos dividida entre la masa molar uno. La razón física es que a la misma temperatura, todos los gases tienen la misma energía cinética promedio, así que las moléculas más ligeras deben moverse más rápido. Los gases ligeros como el hidrógeno y el helio escapan de globos y recipientes notablemente más rápido. La ley de Graham tuvo importancia histórica en la separación de isótopos.

Cómo funciona

Fórmula: rate₁ / rate₂ = √(M₂ / M₁)

La ley de Graham establece que la tasa de efusión o difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masa molar. La razón de las tasas de dos gases es igual a la raíz cuadrada de la masa molar del segundo gas dividida entre la del primero, así que los gases más ligeros efunden más rápido.

Cuándo usarla

Esta calculadora es para estudiantes y profesores de química que comparan la rapidez con que dos gases efunden o difunden según su masa molar. Úsala al resolver problemas de la teoría cinética, al estudiar por qué un globo de helio se desinfla antes que uno lleno de aire, o al analizar la separación de isótopos por difusión gaseosa, un método histórico para enriquecer uranio. También sirve para estimar la masa molar de un gas desconocido a partir de su tasa de efusión medida frente a un gas de referencia. Introduces las masas molares de dos gases y obtienes la razón de sus tasas y cuál efunde más rápido, lo que permite predecir cuál escapará antes de un recipiente o se dispersará primero en una sala. Es una herramienta de comprensión conceptual y de resolución de ejercicios, más que de medición de laboratorio.

Consejos y consideraciones

La relación es inversa y con raíz cuadrada, no lineal: cuadruplicar la masa molar solo reduce la tasa a la mitad, no a la cuarta parte, así que las diferencias de velocidad son más suaves de lo que parece. Recuerda el orden de la fórmula: la razón de la tasa del gas 1 a la del gas 2 es la raíz cuadrada de la masa molar 2 dividida entre la 1, de modo que el gas más ligero siempre efunde más rápido. La ley supone la misma temperatura para ambos gases, ya que entonces comparten la misma energía cinética promedio; si las temperaturas difieren, la comparación directa deja de ser válida. Aplica por igual a la efusión (escape por un orificio diminuto) y a la difusión (mezcla con otro gas), pero es una idealización: en la práctica, las colisiones y las condiciones reales hacen la difusión más lenta y compleja. Usa masas molares correctas, por ejemplo 2 para el hidrógeno molecular y 4 para el helio.