Compara las velocidades de efusión o difusión de dos gases usando Ley de Graham — a partir de masas molares y resuelve para obtener una velocidad o masa molar desconocida.
g/mol
g/mol
Ley de Graham: rate₁/rate₂ = √(M₂/M₁). El gas más ligero siempre se difunde (o difunde) más rápido.
g/mol
g/mol
Resuelve rate₁ = (rate₁/rate₂) × rate₂ para la tasa desconocida del Gas 1, dadas las masas molares y la tasa conocida del Gas 2.
La masa molar conocida pertenece a
g/mol
Resuelve la masa molar del gas desconocido a partir de una relación de velocidad medida o dada, usando M₂ = M₁ × (rate₁/rate₂)² (o lo inverso para resolver M₁).
Resultado
—
Introduzca valores para calcular.
4 min de lectura3 pasos6 términos3 ejemplos6 preguntas frecuentesrate1 / rate2 = √(M2 / M1)
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Paso a paso
Cómo usar esta calculadora
3 pasos▸
1
Ingresa ambas masas molares
En la pestaña Razón de Tasas, ingresa la masa molar del Gas 1 (M1) y del Gas 2 (M2) en g/mol. Los valores predeterminados (2 y 32 g/mol) modelan hidrógeno frente a oxígeno. La calculadora se actualiza al instante mientras escribes.
2
Lee la razón de tasas
La tarjeta de resultado muestra tasa1/tasa2 —cuántas veces más rápido (o más lento) se efunde o difunde el Gas 1 comparado con el Gas 2. Una razón mayor a 1 significa que el Gas 1 es más rápido; menor a 1 significa que el Gas 2 es más rápido.
3
Resuelve para una tasa o una masa molar
Cambia a la pestaña Resolver Tasa para hallar la tasa del Gas 1 cuando conoces la tasa del Gas 2 y ambas masas molares. Cambia a la pestaña Masa Molar para deducir una masa molar desconocida a partir de una razón de tasas medida.
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Referencia
Fórmula y metodología
3 fórmulas▸
Ley de efusión de Graham
rate1 / rate2 = √(M2 / M1)
La razón de las tasas de efusión (o difusión) de dos gases es igual a la raíz cuadrada de la razón inversa de sus masas molares. M1 y M2 son las masas molares del Gas 1 y el Gas 2 en g/mol. El gas más ligero siempre tiene la tasa más alta porque sus moléculas se mueven más rápido a la misma temperatura.
Resolviendo para una tasa desconocida
rate1 = (rate1 / rate2) × rate2
Una vez conocida la razón de tasas a partir de las masas molares, multiplícala por una tasa conocida para hallar la tasa desconocida —usado en la pestaña Resolver Tasa.
Resolviendo para una masa molar desconocida
M2 = M1 × (rate1 / rate2)²
Reordenar la ley de Graham permite hallar una masa molar desconocida a partir de una razón de tasas medida y una masa molar conocida —usado en la pestaña Masa Molar (la forma inversa, M1 = M2 / ratio², resuelve para M1 cuando M2 es conocida).
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Glosario
Términos clave explicados
6 términos▸
Ley de GrahamUna ley de los gases que establece que la tasa de efusión o difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masa molar: tasa ∝ 1/√M.
EfusiónEl proceso por el cual las moléculas de gas escapan a través de un orificio diminuto hacia un vacío o una región de menor presión, una molécula a la vez.
DifusiónEl proceso por el cual las moléculas de gas se esparcen y se mezclan a través de otro gas o espacio, impulsado por el movimiento molecular aleatorio.
Masa molarLa masa de un mol de una sustancia, expresada en gramos por mol (g/mol) —para un gas, equivale a la suma de las masas atómicas de los átomos en una molécula.
TasaQué tan rápido un gas se efunde o difunde, típicamente medida como la cantidad de gas (moles o volumen) que pasa por un punto por unidad de tiempo. La ley de Graham compara tasas como una razón, así que cualquier unidad consistente funciona.
Teoría cinéticaLa teoría de que las moléculas de gas están en constante movimiento aleatorio, con energía cinética promedio proporcional a la temperatura —esta es la base física de por qué las moléculas más ligeras se mueven (y se efunden) más rápido.
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Escenarios
Ejemplos del mundo real
3 ejemplos▸
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Estudiante de química
Hidrógeno frente a oxígeno
Masa molar del Gas 1 (H₂) 2 g/molMasa molar del Gas 2 (O₂) 32 g/mol
tasa1/tasa2 = √(32/2) = √16 = 4. El hidrógeno se efunde 4 veces más rápido que el oxígeno porque es 16 veces más ligero —la ley de Graham escala con la raíz cuadrada de la razón de masas, no con la razón misma.
🧪
Técnico de laboratorio
Resolviendo para una tasa desconocida
Masa molar del Gas 1 (He) 4 g/molMasa molar del Gas 2 (N₂) 28 g/molTasa conocida del Gas 2 1
La razón de tasas es √(28/4) ≈ 2.65, así que con la tasa del Gas 2 fijada en 1, la tasa del helio resulta ser de aproximadamente 2.65 —el helio se efunde cerca de 2.65× más rápido que el nitrógeno.
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Identificando un gas desconocido
Resolviendo para la masa molar
Masa molar conocida (Gas 1) 2 g/molRazón de tasas (tasa1/tasa2) 4
Dado que el Gas 1 es hidrógeno (2 g/mol) y se efunde 4× más rápido que el Gas 2, M2 = 2 × 4² = 32 g/mol —consistente con que el Gas 2 sea oxígeno, confirmando la identidad de un gas desconocido a partir de una medición de tasa de efusión.
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Referencia
Citar esta calculadora
APA y MLA▸
Usa cualquiera de estos formatos para citar esta calculadora en un trabajo o informe.
La ley de efusión de Graham, formulada por el químico escocés Thomas Graham en 1848, describe una relación simple pero poderosa: las moléculas de gas más ligeras se mueven más rápido que las más pesadas a la misma temperatura, y se efunden o difunden proporcionalmente más rápido. Esta calculadora aplica esa relación para comparar dos gases, resolver para una tasa desconocida, o deducir una masa molar desconocida.
Cómo funciona la ley de Graham
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A una temperatura dada, todas las moléculas de gas comparten la misma energía cinética promedio: KE = ½mv². Como la energía cinética es fija, una molécula más ligera (m menor) debe moverse con una velocidad promedio más alta (v) para equilibrar la ecuación. Reordenar la relación de energía cinética para dos gases a la misma temperatura da la ley de Graham: tasa1/tasa2 = √(M2/M1). La razón de tasas depende de la raíz cuadrada de la razón inversa de masas, no de la razón de masas misma —un gas que es 4× más ligero se efunde solo 2× más rápido, no 4× más rápido.
Entradas y su significado
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La pestaña Razón de Tasas toma las masas molares de dos gases en gramos por mol (g/mol) y devuelve cuántas veces más rápido o más lento se mueve el Gas 1 en relación con el Gas 2. La pestaña Resolver Tasa agrega una tasa conocida para el Gas 2, permitiéndote calcular la tasa real del Gas 1 en lugar de solo la razón. La pestaña Masa Molar funciona a la inversa: dada una masa molar conocida y una razón de tasas medida, resuelve para la masa molar del gas desconocido —una técnica común para identificar un gas desconocido en un entorno de laboratorio.
Límites y casos extremos
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La ley de Graham se aplica estrictamente a la efusión a través de un pequeño orificio hacia un vacío y, como aproximación, a la difusión bajo condiciones similares —asume comportamiento de gas ideal y que ambos gases están a la misma temperatura y presión. Se rompe a presiones muy altas o temperaturas bajas donde los efectos de gas real (fuerzas intermoleculares, volumen molecular) se vuelven significativos. La ley compara solo las tasas relativas de dos gases; no da por sí misma una tasa de efusión absoluta en unidades físicas como moles por segundo —para eso, debe medirse o darse una tasa para un gas.
❓
Preguntas
Preguntas frecuentes
6 preguntas▸
¿Cuál es la fórmula de la ley de Graham?+
La ley de Graham establece tasa1/tasa2 = √(M2/M1), donde M1 y M2 son las masas molares de los dos gases. El gas con la masa molar más baja tiene la tasa de efusión o difusión más alta, y la razón escala con la raíz cuadrada de la razón inversa de masas.
¿Un gas más ligero siempre se efunde más rápido?+
Sí. A la misma temperatura, todas las moléculas de gas tienen la misma energía cinética promedio, así que una molécula más ligera debe moverse más rápido para compensar su masa menor. Una masa molar más baja siempre significa una tasa de efusión y difusión más alta según la ley de Graham.
¿Cuál es la diferencia entre efusión y difusión?+
La efusión es gas escapando a través de un orificio diminuto hacia un vacío o una región de menor presión, una molécula a la vez. La difusión es gas esparciéndose y mezclándose a través de otro gas o espacio abierto. La ley de Graham fue derivada originalmente para la efusión pero se aplica comúnmente como una aproximación cercana también para la difusión.
¿Por qué el hidrógeno se efunde 4 veces más rápido que el oxígeno?+
El hidrógeno (2 g/mol) es 16 veces más ligero que el oxígeno (32 g/mol). La ley de Graham usa la raíz cuadrada de esa razón de masas: √16 = 4, así que el hidrógeno se efunde 4 veces más rápido que el oxígeno —no 16 veces más rápido, porque la relación es de raíz cuadrada, no de proporción directa.
¿Puedo usar esta calculadora para hallar la masa molar de un gas desconocido?+
Sí. Usa la pestaña Masa Molar: ingresa una masa molar conocida para un gas y la razón de tasas medida entre él y el gas desconocido, y la calculadora resuelve para la masa molar del gas desconocido —un método estándar para identificar gases en un laboratorio.
¿Qué unidades espera la calculadora?+
Las masas molares se ingresan en gramos por mol (g/mol). Las tasas en la pestaña Resolver Tasa pueden estar en cualquier unidad consistente (moles/segundo, volumen/segundo, etc.) ya que la ley de Graham solo compara una razón —la tasa de salida de la calculadora estará en la misma unidad que ingresaste para la tasa conocida.
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