موضوع مقاله: قانون پخش مولکولی گراهام | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # قانون پخش مولکولی گراهام | مقدمه: قانون پخش مولکولی، نفوذ مولکولی یا واپخش گراهام در سال ۱۸۴۸ میلادی توسط دانشمند فیزیک‌دان و شیمی‌دان اسکاتلندی توماس گراهام بیان شد.Keith J. | ## بخش 1: قانون پخش مولکولی گراهام | 18–19 گراهام به‌طور تجربی دریافت که سرعت نفوذ گاز با جذر وزن مولکولی ذرات گاز، به‌طور معکوس متناسب است.Keith J. 18–19 رابطهٔ پخش مولکولی گراهام: در رابطهٔ بالا: Rate1 تجمع گاز اول (حجم یا تعداد مول در واحد زمان) است. بر اساس قانون واپخش گراهام، سرعت نفوذ گازها (تعداد مولکول‌های عبور کرده از حفره در ثانیه) به وزن مولکولی گازها بستگی دارد. در واقع گازهایی که وزن مولکولی کم تری دارند سریع تر از گازهایی که وزن بیشتری دارند، از درون حفره عبور می‌کنند؛ بنابراین گازی که دارای وزن مولکولی پایین‌تری است، سرعت نفوذ مولکولی بالاتری دارد بنابراین زمان مربوط به نفوذ آن کم‌تر است؛ بنابراین مولکول‌های سبک‌تر، سرعت بالاتری دارند. تئوری کامل تری از قانون گراهام سال‌ها بعد به صورت تئوری سینتیکی و جنبشی گازها ارائه شد. قانون گراهام پایه ای برای جداسازی ایزوتوپ ها با انتشار فراهم می کند - روشی که نقش مهمی در توسعه بمب اتمی ایفا کرد.R.H. | ## بخش 2: قانون پخش مولکولی گراهام | 206–08 قانون گراهام برای انتشار مولکولی دقیق ترین است که شامل حرکت گاز در یک زمان به درون حفره است. این تقریبا فقط برای انتشار یک گاز در دیگری یا در هوا است، زیرا این فرایندها شامل حرکت بیش از یک گاز است.R.H. 206–08 در شرایط مشابه دما و فشار، جرم مولی متناسب با چگالی جرم است.بنابراین، نرخ انتشار گازهای مختلف به طور معکوس متناسب با جذر چگالی جرم انها است: که در رابطه زیر: ρ برار است با چگالی جرمی. 18–19 قانون گراهام همچنین می تواند برای پیدا کردن وزن مولکولی تقریبی یک گاز استفاده شود اگر یک نوع گاز شناخته شده باشد و اگر نسبت خاصی بین نرخ دو گاز وجود داشته باشد (مانند مثال قبلی).معادله را می توان برای وزن مولکولی ناشناخته حل کرد. 18–19 گراهام در ادامه به مطالعه انتشار مواد در محلول پرداخت و در این فرآیند کشف کرد که برخی از محلول های ظاهری در واقع سوسپانسیون ذرات بسیار بزرگی هستند که نمی توانند از فیلتر پوستی عبور کنند.او این مواد را کلوئید نامید، اصطلاحی که به دسته مهمی از مواد تقسیم‌بندی شده اشاره می‌کند.Laidler and Meiser p.795 زمانی که گراهام کار خود را انجام داد، مفهوم وزن مولکولی عمدتاً از طریق اندازه گیری گازها ایجاد شد.دانیل برنولی در سال 1738 در کتاب Hydrodynamica پیشنهاد کرد که گرما متناسب با سرعت و در نتیجه انرژی جنبشی ذرات گاز افزایش می یابد. فیزیکدان ایتالیایی آمدئو آووگادرو نیز در سال 1811 پیشنهاد کرد که حجم مساوی از گازهای مختلف حاوی تعداد مساوی مولکول است. | ## بخش 3: قانون پخش مولکولی گراهام | بینش آووگادرو همراه با سایر مطالعات رفتار گاز، مبنایی برای کار نظری بعدی فیزیکدان اسکاتلندی جیمز کلرک ماکسول برای توضیح خواص گازها به عنوان مجموعه ای از ذرات کوچک در حال حرکت در فضای عمدتا خالی فراهم کرد.See: Maxwell, J.C. شاید بزرگ‌ترین موفقیت تئوری جنبشی گازها، آنطور که به آن معروف شد، این بود که برای گازها، دمای اندازه‌گیری شده در مقیاس دمایی کلوین (مطلق) مستقیماً با میانگین انرژی جنبشی مولکول‌های گاز متناسب است. بنابراین قانون گراهام برای انتشار می تواند به عنوان نتیجه ای از برابر بودن انرژی های جنبشی مولکولی در همان دما درک شود. منطق موارد فوق را می توان به شرح زیر خلاصه کرد: انرژی جنبشی هر نوع ذره (در این مثال، هیدروژن و اکسیژن، مانند بالا) در داخل سیستم برابر است، همانطور که توسط دمای ترمودینامیکی تعریف شده است: که می توان آن را ساده و بازآرایی کرد: یا: بنابراین، هنگام محدود کردن سیستم به عبور ذرات از یک منطقه، قانون گراهام همانطور که در ابتدای این مقاله نوشته شده است ظاهر می شود. یکی از روش‌های غنی سازی اورانیوم نیز که بر اساس جداسازی هگزافلورید اورانیوم، که آمیخته‌ای از هم پروتون‌های (ایزوتوپ‌های) ۲۳۵ و ۲۳۸ اورانیوم است، به کار می‌رود. | ## جمع‌بندی | دیالیز قانون گراهام در واقع اساس و پایه‌ای را برای تفکیک ایزوتوپ‌ها به وسیلهٔ نفوذ مولکولی، فراهم آورده‌است که این روش می‌تواند نقش بسیار سخت و بحرانی ای را در توسعهٔ بمب اتمی ارائه دهد (مبنایی برای تفکیک ایزوتوپ 235U از 238U).