格锐目定律

格锐目定律（英语：Graham's Law）说明定温定压时，气体的隙流速率与其气体微粒质量的平方根成反比。此定律由苏格兰化学家托马斯·格锐目于1831年在实验的基础上提出，其形式为：${\displaystyle {\frac {Rate_{1}}{Rate_{2}}}={\sqrt {\frac {M_{2}}{M_{1}}}}}$这里的${\displaystyle Rate_{1}}$和${\displaystyle Rate_{2}}$分别是第一种和第二种气体的隙流速率，单位为单位时间多少体积或多少摩尔数，${\displaystyle M_{1}}$和${\displaystyle M_{2}}$分别是两种气体的分子量^[1]。在气体中各处的密度差别不大的情况下，格锐目定律可以用来估算气体的扩散速率比。

应用实例

格锐目定律可以用于解释一些生活中的常见现象，比如充满氦气的气球，由于氦的分子量（约为4）小于空气的平均分子量（约为29），氦气通过气球表面的小孔逸出的速度大约是空气进入气球速度的2.7倍，故氦气球的体积会逐渐减小，浮力也随之变小。另一个常见的应用就是用隙流方法分离同位素，天然的铀元素中只含0.72%的²³⁵U和99.28%的²³⁸U，将²³⁵U和²³⁸U与氟反应生成²³⁵UF₆和²³⁸UF₆并加热成气态，然后通过多孔板，尽管²³⁵UF₆的隙流速率仅仅是²³⁸UF₆的1.004倍，但经过多个多孔挡板之后，²³⁵UF₆就会走在最前面，富集之后就是浓缩铀，可用于反应堆（含3%的²³⁵U）和制造核潜艇的燃料（含20%的²³⁵U)^[2]。

参见

• 阿伏伽德罗定律
• 玻意耳定律
• 查理定律
• 道尔顿分压定律
• 盖-吕萨克定律
• 范德瓦耳斯方程
• 亨利定律
• 理想气体状态方程

参考资料

1. Keith J. Laidler and John M. Meiser, Physical Chemistry (Benjamin/Cummings 1982), pp.18-19
2. 傅献彩主编. 大学化学. 高等教育出版社. 1999: 29–30.