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Calculadora de la ley de Graham: velocidad de efusión y difusión de gases

Compara la velocidad de efusión o difusión de dos gases con la ley de Graham, calcula la masa molar de un gas desconocido y las velocidades cuadráticas medias a una temperatura.

Calcular

Masa molar del gas 1

Masa molar del gas 2

Velocidad₁ ÷ velocidad₂ (modo masa: el gas 2 es el desconocido)

Temperatura

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Cómo funciona

velocidad₁ ÷ velocidad₂ = √(M₂ ÷ M₁) · M₂ = M₁ × (velocidad₁ ÷ velocidad₂)² · v rms = √(3RT ÷ M)

A la misma temperatura, todos los gases tienen la misma energía cinética promedio, así que las moléculas más ligeras se mueven más rápido: su velocidad es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la masa molar. Con esa misma proporción escapan por un orificio diminuto (efusión) o se dispersan en otro gas (difusión). El hidrógeno efunde cuatro veces más rápido que el oxígeno. La diferencia mínima entre ²³⁵UF₆ y ²³⁸UF₆, un cociente de 1.0043, explica por qué enriquecer uranio por difusión gaseosa requería miles de etapas en cascada.

Ejemplo resuelto

Sofía compara H₂ (2.016 g/mol) con O₂ (32 g/mol): √(32 ÷ 2.016) = 3.984, así que el hidrógeno efunde casi cuatro veces más rápido; a 298 K sus velocidades rms son 1,920 y 482 m/s. En otro experimento, un gas desconocido efunde 2.5 veces más lento que el H₂, así que su masa molar es 2.016 × 2.5² = 12.6 g/mol.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo efusión que difusión?

No. Graham midió la efusión a través de un orificio pequeño, donde la ley se cumple con exactitud; la difusión de un gas en otro solo la sigue de forma aproximada.

¿La temperatura cambia la relación de velocidades?

No. Las dos velocidades crecen con √T, así que el cociente solo depende de las masas molares. Lo que sí cambia son las velocidades rms de cada gas.

¿Cómo se calcula la masa molar de un gas desconocido?

Mide cuántas veces más rápido efunde un gas conocido que el desconocido y despeja: M desconocida = M conocida × (velocidad conocida ÷ velocidad desconocida)².

¿Por qué el gas más ligero tarda menos?

Porque el tiempo de efusión es inverso a la velocidad: t₁ ÷ t₂ = √(M₁ ÷ M₂). El H₂ tarda apenas una cuarta parte del tiempo que el O₂ en efundir la misma cantidad.

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