NH3(g)와 HCl(g)의 확산 속도. 길이 25.0 cm 유리관

NH3(g)와 HCl(g)의 확산 속도. 길이 25.0 cm 유리관

 

 

길이 25.0 cm 유리관의 왼쪽에 암모니아를, 오른쪽에 염산을 적신 솜 마개를 동시에 끼우면 조금 지나 유리관 내부에 염화암모늄의 흰 고리가 생긴다. 이 흰 고리는 유리관 왼쪽에서 몇 cm 위치에 생길 것으로 예상되는가?

단, 기체분자의 확산 속도는 유리관 내부에 들어있는 공기의 영향을 받지 않는다고 가정한다.

 

 

When two cotton plugs, one moistened with ammonia and the other with hydrochloric acid, are simultaneously inserted into opposite ends of a glass tube that is 25.0 cm long, a white ring of NH4Cl forms where gaseous NH3 and gaseous HCl first come into contact.

(Hint: Calculate the rates of diffusion for both NH3 and HCl, and find out how much faster NH3 diffuses than HCl.)

NH3(g) + HCl(g) ⟶ NH4Cl(s)

At approximately what distance from the ammonia moistened plug does this occur?

 

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그레이엄의 확산 법칙

( 설명 https://ywpop.tistory.com/3478 )

 

v_NH3 / v_HCl = [M_HCl / M_NH3]^(1/2)

= (36.46 / 17.03)^(1/2) = 1.46

---> v_HCl = 1.00 이면, v_NH3 = 1.46

( 관련 글 https://ywpop.tistory.com/6814 )

 

 

NH3의 이동거리 = x 라 두면,

HCl의 이동거리 = 25.0 – x

 

 

속도(v) = 이동거리(S) / 시간(t) 이므로,

t = S / v

 

 

두 기체가 만나는 시간(t)은 같으므로,

x / 1.46 = (25.0 – x) / 1.00

x = 1.46 (25.0 – x)

x = 36.5 – 1.46x

2.46x = 36.5

x = 36.5 / 2.46 = 14.8

 

 

답: 14.8 cm

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/11650 ] NH3(g)와 HCl(g)의 확산 속도. 길이 87.0 cm 유리관.