Ejercicios de química resueltos. Química de gases. Rapidez molecular y leyes de Graham. Brown 15ed. Ejercicio 10.36

[Ejercicios resueltos de rapidez molecular y leyes de Graham]

 ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) verdadera(s)?
(a) El O₂ se efunde más rápido que el Cl₂.
(b) Efusión y difusión son dos nombres para el mismo proceso.
(c) Las moléculas de perfume llegan a tu nariz mediante efusión.
(d) Cuanto mayor es la densidad de un gas, menor es la trayectoria libre media.

Etapa analítica

(a) El O₂ se efunde más rápido que el Cl₂.

Usaremos la forma [2] de [Leyes de Graham y rapidez molecular promedio] 

 El tiempo de efusión es directamente proporcional a la masa molar, el mas lento es el mas masivo es decir Cl₂ con una masa aproximada de 70 u, mientras que el oxígeno tiene una masa de 32 u.

(b) “Efusión y difusión son dos nombres para el mismo proceso.” ❌ FALSO.
La difusión y la efusión son procesos distintos, aunque relacionados.

• En la difusión, las moléculas de uno o más gases se mezclan espontáneamente debido a su movimiento aleatorio, ocupando todo el volumen disponible.
• En la efusión, un gas fluye a través de un orificio muy pequeño (menor que la trayectoria libre media) sin que ocurran choques significativos entre las moléculas.
  Que ambos fenómenos dependan de la velocidad molecular no significa que sean el mismo proceso.

(c) “Las moléculas de perfume llegan a tu nariz mediante efusión.” ❌ FALSO.
Las moléculas de perfume llegan a tu nariz principalmente por difusión, no por efusión.
El perfume se dispersa en el aire mezclándose con las moléculas del gas circundante, moviéndose desde una región de mayor concentración a una de menor concentración. No hay un orificio microscópico que controle el flujo, condición necesaria para hablar de efusión.

(d) “Cuanto mayor es la densidad de un gas, menor es la trayectoria libre media.” ✅ VERDADERO.
La trayectoria libre media es la distancia promedio que recorre una molécula entre colisiones.
Al aumentar la densidad, hay más moléculas por unidad de volumen, lo que incrementa la frecuencia de choques y, por tanto, disminuye la trayectoria libre media.

Referencias

[Ejercicios resueltos de rapidez molecular y leyes de Graham]