विसरण और निःस्राव: ग्राहम का नियम सिमुलेशन | Shikkha Web

NH₃ (17.0 g/mol)HCl (36.5 g/mol)सफ़ेद उत्पादग्राहमसिमुलेशन

दो गैसें विपरीत सिरों से आ रही हैं। NH₃ और HCl मिलती हैं तो कणों के जोड़े मिलकर सफ़ेद ठोस NH₄Cl बनाते हैं। हल्की NH₃ ज़्यादा दूरी तय करती है, इसलिए सफ़ेद छल्ला भारी HCl के सिरे के पास बनता है

गति

नियंत्रण

प्रयोग

गैसों की जोड़ी

ताप300 K

मापन

समय: 0.0s
सफ़ेद छल्ला, गैस 1 के सिरे से (सिमुलेशन): आँकड़े जुट रहे हैं
सफ़ेद छल्ला, ग्राहम के नियम से: 59.4cm
दूरी का अनुपात d₁ : d₂ (सिमुलेशन): आँकड़े जुट रहे हैं
दूरी का अनुपात d₁ : d₂ (नियम से): 1.47
औसत चाल: गैस 1 · गैस 2: 611 · 417m/s

सिमुलेशन का उपयोग कैसे करें

सिमुलेशन खुलते ही नली वाला प्रयोग चलता है: बाईं ओर से अमोनिया (NH₃, 17 g/mol) और दाईं ओर से हाइड्रोजन क्लोराइड (HCl, 36.5 g/mol) आ रही है। चलाएँ। नीले और नारंगी कण दोनों सिरों से बेतरतीब चलते हुए अंदर आते हैं, और जहाँ एक जोड़ी मिलती है वहाँ एक सफ़ेद बिंदु बन जाता है। यही अमोनियम क्लोराइड है, जिससे छल्ला बनता है।
बिंदीदार रेखा और हरी रेखा पर ध्यान दें। बिंदीदार रेखा ग्राहम का अनुमान है: 100 cm की नली में अमोनिया वाले सिरे से 59.4 cm। हरी रेखा वह जगह है जहाँ सिमुलेशन में कण सचमुच मिल रहे हैं। शुरू में वह उछलती है और कुछ सेकंड बाद बिंदीदार रेखा के पास टिक जाती है। नीचे के तीर औसत चाल (m/s) दिखाते हैं: हल्की गैस का तीर लंबा होता है।
“गैसों की जोड़ी” से H₂ और O₂, He और CH₄ या CO₂ और O₂ चुनें, या “खुद चुनें” दबाकर दो आण्विक द्रव्यमान स्लाइडर खींचें। ताप स्लाइडर हर चाल को ताप के अनुपात के वर्गमूल से बदलता है। “फिर से शुरू” दबाने पर वही बीज दोबारा चलता है, इसलिए समान इनपुट पर समान परिणाम मिलता है।
“प्रयोग” को निःस्राव पर बदलें। अब एक डिब्बे में दो गैसें हैं और दाईं दीवार में छोटा छिद्र है। छिद्र पर पड़ने वाला कण निर्वात में निकल जाता है और उसकी जगह नया कण आता है, इसलिए मिश्रण वैसा ही रहता है। निकलने के अनुपात को √(M₂/M₁) से मिलाएँ। शुरू में अनुपात डोलेगा, क्योंकि निकले हुए कण कम होते हैं; आधा मिनट रुकें।

इत्र की शीशी, शांत कमरा और दीवार के पास खड़ी एक नाक

कक्षा के एक कोने में किसी ने इत्र की शीशी खोली। कुछ सेकंड में पास की बेंच वालों को गंध आ गई। एक मिनट में पूरा कमरा महक उठा। न किसी ने पंखा चलाया, न अणुओं को किसी ने धकेला। वे अपने आप फैल गए।

इसी फैलने को विसरण कहते हैं। अब एक अलग तस्वीर सोचिए: साइकिल की ट्यूब में सुई जितना छोटा छेद। उस छेद से हवा फुस्स करके निकलती है, और हल्की गैस भरी ट्यूब तो और जल्दी पिचक जाती। यही निःस्राव है। दोनों गतिशील गैस-अणुओं की कहानी हैं, और दोनों उस नियम को मानते हैं जो उन्नीसवीं सदी के स्कॉटिश रसायनज्ञ थॉमस ग्राहम ने खोजा।

नियम कहता है कि हल्के अणु तेज़ चलते हैं। कमरे के ताप पर हाइड्रोजन अणु की औसत चाल लगभग 1,782 m/s है और ऑक्सीजन की लगभग 446 m/s। यानी ऑक्सीजन 4.00 गुना धीमी है, जो ठीक √(32 ÷ 2) है। ऊपर का सिमुलेशन इस अंतर को कभी नली में सफ़ेद छल्ले के रूप में और कभी छिद्र की दौड़ के रूप में दिखाता है।

नीचे हम बिल्कुल शुरुआत से चलकर हल किए गए परीक्षा प्रश्नों तक पहुँचेंगे। सिमुलेशन पास में खुला रखें और जो पढ़ें उसे खुद जाँचें।

शुरुआत से: कभी न रुकने वाले गैस-कण

गैस में ज़्यादातर खाली जगह होती है और उसमें छोटे अणु सीधी रेखाओं में दौड़ते हैं। दिशा तभी बदलती है जब वे किसी से टकराते हैं: दूसरे अणु से या बर्तन की दीवार से। दो टक्करों के बीच अणु आज़ादी से उड़ता है।

सामान्य दाब पर हवा में एक अणु अगली टक्कर से पहले एक मिलीमीटर के दस हज़ारवें हिस्से से भी कम दूरी तय करता है, और हर सेकंड अरबों बार टकराता है। इसलिए इत्र का एक अणु सीधा कमरा पार नहीं करता। वह टेढ़े-मेढ़े रास्ते पर बेतरतीब चलता है, और अणुओं की भीड़ धीरे-धीरे वहाँ से, जहाँ वे ज़्यादा हैं, वहाँ फैलती है जहाँ कम हैं।

विसरण का पूरा विचार इतना ही है: बेतरतीब गति और एक जगह जमा भीड़। कोई बल धक्का नहीं दे रहा। नली वाले सिमुलेशन में दोनों सिरे गीली रुई की तरह भरे रखे गए हैं और हर कण एक तय औसत मुक्त पथ के बाद दिशा बदलता है, इसलिए आप दोनों ओर से बढ़ती फैलाव-सीमाओं को पास आते देखते हैं।

निःस्राव अलग है। छिद्र इतना छोटा है कि अणु झुंड में नहीं निकल सकते। वे एक-एक करके निकलते हैं, जब कोई अणु संयोग से छिद्र पर आ पड़ता है। अणु दीवार से जितनी बार टकराता है, निकलने के उतने मौके मिलते हैं, और तेज़ अणु ज़्यादा बार टकराता है। इसलिए दर चाल तय करती है।

चाल आपके हाथ की दो चीज़ों पर निर्भर है: ताप और आण्विक द्रव्यमान। गैस गर्म करें तो हर अणु तेज़ हो जाता है (v ∝ √T)। उसी ताप पर भारी गैस लें तो अणु धीमे होते हैं (v ∝ 1/√M)। ताप स्लाइडर और “खुद चुनें” जोड़ी चलाकर “औसत चाल” का मान बदलते देखें।

विसरण और निःस्राव के मुख्य शब्द

अस्पष्ट भाषा में लिखने पर परीक्षा में अंक कटते हैं। परिभाषाएँ जैसी हैं वैसी याद करें।

शब्द	अर्थ	मात्रक या प्रतीक
विसरण	अणुओं की बेतरतीब गति से एक गैस का दूसरी गैस में फैलकर एकसमान मिश्रण बनाना	—
निःस्राव	बहुत छोटे छिद्र से गैस का एक-एक अणु करके निर्वात में निकल जाना	—
आण्विक द्रव्यमान, M	गैस के एक मोल का द्रव्यमान, संख्या में आण्विक द्रव्यमान के बराबर	g/mol
औसत चाल, v̄	किसी ताप पर अणुओं की औसत चाल, √(8RT / πM)	m/s
माध्य मुक्त पथ	दो टक्करों के बीच अणु द्वारा तय की गई औसत दूरी	m
दर	प्रति इकाई समय में विसरित या निःसृत गैस की मात्रा	mL/s या mol/s
ग्राहम का नियम	समान ताप और दाब पर दर ∝ 1/√M	—
परम ताप, T	केल्विन पैमाने पर ताप, T = t(°C) + 273	K

विसरण और निःस्राव आमने-सामने

ये दोनों शब्द अक्सर आपस में उलझ जाते हैं। दोनों गतिशील गैस-अणुओं की बात करते हैं और दोनों ग्राहम का नियम मानते हैं, पर स्थितियाँ अलग हैं।

इस साइट पर लगभग मिलते-जुलते नाम का एक और विषय है, जीव विज्ञान का विसरण और परासरण। वहाँ घुले हुए कणों और पानी के कोशिका-झिल्ली पार करने की बात है। यह पृष्ठ गैस अवस्था के रसायन का नियम है: अलग-अलग गैसें कितनी तेज़ फैलती हैं और क्यों। दोनों एक ही विचार पर मिलते हैं कि कण बेतरतीब चलते हैं और घनी जगह से विरल जगह की ओर फैलते हैं।

विशेषता	विसरण	निःस्राव
क्या होता है	एक गैस दूसरी गैस से मिलती है	गैस बर्तन से बाहर निकलती है
कहाँ	दूसरी गैस के बीच, खुले में या नली में	सूक्ष्म छिद्र से निर्वात में
रुकावट क्या है	दूसरे अणुओं से टक्कर	रास्ते में कुछ नहीं, केवल छिद्र
दर कौन तय करता है	औसत चाल और माध्य मुक्त पथ	अणु कितनी बार छिद्र पर पड़ते हैं
ग्राहम का नियम	लगभग लागू	आदर्श गैस के लिए सटीक
रोज़मर्रा का उदाहरण	कमरे में इत्र का फैलना	हीलियम गुब्बारे का पिचकना
सिमुलेशन में	सफ़ेद छल्ले वाली नली	सूक्ष्म छिद्र वाला डिब्बा

½mv² से ग्राहम का नियम

यहाँ कुछ भी आँख मूँदकर रटना नहीं है। नियम ताप के बारे में एक ही विचार से निकलता है।

चरण 1: समान ताप, समान गतिज ऊर्जा

ताप अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा का माप है। इसलिए समान ताप पर दो गैसों के अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा बराबर होती है, उनके द्रव्यमान कितने भी अलग हों।

KE = ½ m v²द्रव्यमान m और चाल v वाले एक अणु की गतिज ऊर्जा

m₁ v₁² = m₂ v₂²समान ताप पर औसत गतिज ऊर्जा बराबर

चरण 2: हल्का यानी तेज़

दूसरी पंक्ति को सजाएँ: v₁² / v₂² = m₂ / m₁। आण्विक द्रव्यमान एक अणु के द्रव्यमान को एक स्थिरांक से गुणा करने पर मिलता है, इसलिए m की जगह M लिख सकते हैं। दोनों पक्षों का वर्गमूल लें।

v₁ / v₂ = √(M₂ / M₁)हल्की गैस द्रव्यमान-अनुपात के वर्गमूल गुना तेज़

चरण 3: चाल से दर

समान परिस्थितियों में विसरण या निःस्राव की दर अणुओं की औसत चाल के समानुपाती होती है। चाल की जगह दर रखते ही नियम मिल जाता है।

दर ∝ 1 / √Mस्थिर ताप और दाब पर

दर₁ / दर₂ = √(M₂ / M₁)ग्राहम का नियम

चरण 4: वही नियम दूसरे रूपों में

दर यानी प्रति समय मात्रा, इसलिए प्रश्नों में नियम अलग-अलग राशियों के पीछे छिपा रहता है।

समान आयतन, अलग समय: t₁ / t₂ = √(M₁ / M₂), भारी गैस को ज़्यादा समय लगता है
समान समय, अलग आयतन: V₁ / V₂ = √(M₂ / M₁)
समान समय, अलग दूरी (विसरण नली): d₁ / d₂ = √(M₂ / M₁)
आण्विक द्रव्यमान की जगह घनत्व: दर₁ / दर₂ = √(ρ₂ / ρ₁), क्योंकि समान T और P पर घनत्व M के समानुपाती होता है

अंदाज़ पक्का करने के लिए एक तालिका

तीसरे स्तंभ में हर गैस के लिए √(32 / M) दिया है, यानी ऑक्सीजन की तुलना में दर, इसलिए ऑक्सीजन खुद 1.00 है। आख़िरी स्तंभ में 300 K पर √(8RT / πM) से मिली औसत चाल है, सिमुलेशन यही संख्या दिखाता है।

गैस	आण्विक द्रव्यमान (g/mol)	O₂ की तुलना में दर	300 K पर औसत चाल (m/s)
H₂	2	4.00	1,782
He	4	2.83	1,260
CH₄	16	1.41	630
NH₃	17	1.37	611
O₂	32	1.00	446
HCl	36.5	0.94	417
CO₂	44	0.85	380

अमोनिया और हाइड्रोजन क्लोराइड का छल्ला

यह स्कूल का सबसे जाना-पहचाना प्रयोग है, और सिमुलेशन भी इसी से शुरू होता है।

व्यवस्था

लगभग एक मीटर लंबी सूखी काँच की नली आड़ी रखी है। एक सिरे पर सांद्र अमोनिया विलयन में भीगी रुई का डाट और दूसरे सिरे पर सांद्र हाइड्रोक्लोरिक अम्ल में भीगा डाट, दोनों एक ही क्षण में। अमोनिया गैस (NH₃, M = 17) और हाइड्रोजन क्लोराइड गैस (HCl, M = 36.5) नली में फैलना शुरू करती हैं।

क्या दिखता है

कुछ मिनट बाद जहाँ दोनों गैसें मिलती हैं वहाँ अमोनियम क्लोराइड का सफ़ेद छल्ला बन जाता है। यह ठीक बीच में नहीं बनता, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल वाले सिरे के पास बनता है, क्योंकि हल्की गैस अमोनिया ने उतने ही समय में ज़्यादा दूरी तय की।

NH₃(g) + HCl(g) → NH₄Cl(s)मिलन-बिंदु को चिह्नित करने वाला सफ़ेद ठोस

ग्राहम का नियम क्या कहता है

समान समय में तय दूरियों का अनुपात चालों के अनुपात के बराबर होता है, इसलिए d(NH₃) : d(HCl) = √(36.5 ÷ 17) = 1.47 : 1। दोनों दूरियाँ जोड़ने पर नली की लंबाई मिलती है, और उसी से छल्ले की स्थिति निकलती है।

d(NH₃) / d(HCl) = √(36.5 / 17) = 1.47

d(NH₃) = 100 × √36.5 ÷ (√17 + √36.5) = 59.4 cmअमोनिया वाले सिरे से नापी गई

d(HCl) = 100 − 59.4 = 40.6 cmHCl वाले सिरे से नापी गई

असली नली के बारे में एक चेतावनी

असली नली में परिणाम सूत्र से मोटे तौर पर ही मिलता है, हू-ब-हू नहीं। नली में हवा होती है, इसलिए अणु आपस में ही नहीं, हवा के अणुओं से भी टकराते हैं। ग्राहम का नियम निःस्राव में सटीक है, विसरण में केवल लगभग। सिमुलेशन में दोनों सिरे भरे रखे गए हैं और माध्य मुक्त पथ स्थिर है, इसलिए उसकी स्थायी अवस्था नियम का पालन करती है और आप बिना उलझन के विचार देख पाते हैं।

सिमुलेशन में आज़माएँ: छह प्रयोग

इन्हें क्रम से चलाएँ। हर प्रयोग के बीच “फिर से शुरू” दबाएँ ताकि सब एक ही बीज से शुरू हों।

विसरण चुनकर NH₃ और HCl के साथ चलाएँ। हरी रेखा के ग्राहम की बिंदीदार रेखा के पास टिकने तक रुकें, अमोनिया वाले सिरे से लगभग 59.4 cm। देखें कि छल्ला किस सिरे के पास है।
जोड़ी बदलकर H₂ और O₂ लें। H₂ और O₂ अभिक्रिया नहीं करतीं, इसलिए सफ़ेद छल्ले की जगह बिंदीदार “पहले मिलन” का निशान दिखेगा; ग्राहम की रेखा 80.0 cm पर है। हाइड्रोजन 4 गुना तेज़ है, इसलिए ऑक्सीजन से 4 गुना दूरी तय करती है।
“खुद चुनें” दबाकर दोनों स्लाइडर एक ही मान पर लाएँ। निशान और ग्राहम की रेखा 50 cm पर, ठीक बीच में, रहेंगे। समान द्रव्यमान यानी समान दर।
ताप 300 K से 600 K करें। हर चाल √600 ÷ 300 = 1.41 गुना बढ़ेगी, फिर भी छल्ला उसी जगह रहेगा, बस जल्दी बनेगा, क्योंकि दोनों गैसें बराबर अनुपात में तेज़ हुईं।
निःस्राव में जाकर H₂ और O₂ को आधा मिनट चलने दें। जीवंत अनुपात 4.00 की ओर झुकेगा, पर शुरू में डोलेगा। कुछ दर्जन निकले कण छोटा नमूना हैं, और ग्राहम का नियम औसत की बात करता है।
निःस्राव वाले डिब्बे में CO₂ और O₂ लें। अनुपात 1 से नीचे, 0.85 के आसपास आएगा, क्योंकि भारी कार्बन डाइऑक्साइड ऑक्सीजन से धीमी निकलती है।

हल किए गए प्रश्न

हर उत्तर में सिमुलेशन वाली ही संख्याएँ इस्तेमाल हुई हैं। पहले सूत्र लिखें, फिर मान रखें।

प्रश्न 1: हाइड्रोजन बनाम ऑक्सीजन

समान परिस्थितियों में हाइड्रोजन ऑक्सीजन से कितनी गुना तेज़ निःसृत होती है?

दर(H₂) / दर(O₂) = √(M(O₂) / M(H₂)) = √(32 / 2)

= √16 = 4.00

हाइड्रोजन ऑक्सीजन से 4.00 गुना तेज़ निःसृत होती है।

प्रश्न 2: ऑक्सीजन को कितना समय लगेगा

एक सूक्ष्म छिद्र से 100 mL हाइड्रोजन निःसृत होने में 20 s लगते हैं। समान परिस्थितियों में 100 mL ऑक्सीजन को कितना समय लगेगा?

t(O₂) / t(H₂) = √(M(O₂) / M(H₂))समय दर के व्युत्क्रमानुपाती है

t(O₂) = 20 × √(32 / 2) = 20 × 4.00 = 80 s

प्रश्न 3: अज्ञात गैस का आण्विक द्रव्यमान निकालना

एक सूक्ष्म छिद्र से ऑक्सीजन के निःस्राव में 40 s लगते हैं। उतने ही आयतन की एक अज्ञात गैस को 60 s लगते हैं। अज्ञात गैस का आण्विक द्रव्यमान क्या है?

t(X) / t(O₂) = √(M(X) / M(O₂))दोनों पक्षों का वर्ग करें

M(X) = 32 × (60 / 40)² = 32 × 2.25 = 72 g/mol

यह क्लोरीन Cl₂ (71 g/mol) के बहुत पास है।

प्रश्न 4: छल्ला कहाँ बनेगा

100 cm की नली के एक सिरे से हीलियम और दूसरे से मेथेन (CH₄) आ रही है, और दोनों अभिक्रिया नहीं करतीं, बस मिल जाती हैं। ग्राहम के नियम से मिलन-बिंदु हीलियम वाले सिरे से कितनी दूर होगा?

d(He) / d(CH₄) = √(16 / 4) = 2.00

d(He) = 100 × 2.00 ÷ (2.00 + 1) = 66.7 cm

छल्ला हीलियम वाले सिरे से 66.7 cm और मेथेन वाले सिरे से 33.3 cm दूर बनता है।

प्रश्न 5: हाइड्रोजन से तीन गुना धीमी गैस

एक गैस हाइड्रोजन से 3 गुना धीमी निःसृत होती है। उसका आण्विक द्रव्यमान क्या है?

दर(H₂) / दर(X) = √(M(X) / M(H₂))

3 = √(M(X) / 2) ⇒ M(X) = 2 × 3² = 2 × 9 = 18 g/mol

प्रश्न 6: हाइड्रोजन को गर्म करना

300 K से 600 K तक गर्म करने पर हाइड्रोजन की औसत चाल कितनी गुना हो जाती है?

v(600 K) / v(300 K) = √(600 / 300) = 1.41

1,782 m/s × 1.41 ≈ 2,520 m/s

प्रश्न 7: एक में दो अज्ञात

एक गैस उतने ही आयतन की मेथेन से 2 गुना समय लेती है। उसका आण्विक द्रव्यमान क्या है, और कौन-सी गैस तेज़ है, भारी या हल्की?

t(X) / t(CH₄) = √(M(X) / M(CH₄)) = 2

M(X) = 16 × 2² = 16 × 4 = 64 g/mol

मेथेन हल्की है, इसलिए वही तेज़ है। X भारी है, इसलिए धीमी।

आम गलतियाँ

हर साल इन्हीं गलतियों पर अंक कटते हैं। अपना हल हर एक से मिलाकर देखें।

दर ∝ 1/M लिखना। वर्गमूल ही असली बात है: 16 गुना भारी गैस केवल √16 = 4 गुना धीमी होती है।
द्रव्यमान उलट देना। दर₁ / दर₂ के लिए √(M₂ / M₁) आता है, यानी भारी गैस का द्रव्यमान ऊपर।
समय को दर की तरह मान लेना। समय दर के व्युत्क्रमानुपाती है, इसलिए धीमी गैस को ज़्यादा समय लगता है: t₁ / t₂ = √(M₁ / M₂)।
चाल के सूत्र में सेल्सियस लगाना। केल्विन चाहिए: 27 °C यानी 300 K।
अलग ताप या दाब की गैसों पर नियम लगाना। ग्राहम का नियम समान परिस्थितियों की गैसों की तुलना करता है।
छल्ला बीच में मान लेना। केवल समान आण्विक द्रव्यमान वाली गैसें बीच में (50 cm पर) मिलती हैं। छल्ला भारी गैस के सिरे के पास बनता है।

ग्राहम का नियम कहाँ काम आता है

यूरेनियम संवर्धन। प्राकृतिक यूरेनियम में विखंडनीय समस्थानिक यूरेनियम-235 केवल लगभग 0.72% होता है। उसे अलग करने के लिए यूरेनियम को UF₆ गैस बनाकर छिद्रयुक्त परदों से गुज़ारा जाता है। हल्के समस्थानिक का आण्विक द्रव्यमान 349 g/mol और भारी का 352 g/mol है, इसलिए हल्का थोड़ा तेज़ निकलता है, √(352 / 349) = 0.9957 गुना। हर चरण में बढ़त केवल -0.43% है, इसलिए लगातार सैकड़ों चरण चाहिए (4% तक पहुँचने के लिए आदर्श गणना में लगभग -410 चरण)।

गुब्बारे। हीलियम का M = 4 है और हवा का औसतन लगभग 29। गुब्बारे के अति सूक्ष्म छिद्रों से हीलियम हवा से √(29 / 4) = 2.69 गुना तेज़ निकलती है, इसलिए हीलियम का गुब्बारा हवा भरे गुब्बारे से पहले पिचक जाता है।

गैस रिसाव। मेथेन (16 g/mol) एक सूक्ष्म दरार से प्रोपेन (44 g/mol) की तुलना में 1.66 गुना तेज़ निकलेगी। रसोई गैस की अपनी कोई गंध नहीं होती, इसलिए उसमें तेज़ गंध वाला रसायन मिलाया जाता है, ताकि रिसाव होने पर वह गंध विसरण से कमरे में फैलकर आपको सावधान करे।

साँस लेना। ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड फेफड़ों की पतली दीवार को विसरण से पार करती हैं, जिसकी कहानी जीव विज्ञान के विसरण और परासरण विषय में है। यहाँ का नियम चाल तय करता है, और झिल्ली अपने नियम जोड़ती है।

परीक्षा कोना (CBSE और NCERT, कक्षा 11)

ग्राहम के नियम के प्रश्न तीन ढंग से आते हैं। पहले में दरों या समय का अनुपात, दूसरे में अज्ञात गैस का आण्विक द्रव्यमान, तीसरे में नली में दूरी। ऊपर के प्रश्न 1 से 4 तीनों ढंग छू लेते हैं।

ग्राहम का विसरण नियम लिखिए: स्थिर ताप और दाब पर किसी गैस के विसरण या निःस्राव की दर उसके आण्विक द्रव्यमान (या घनत्व) के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
विसरण और निःस्राव की परिभाषा एक-एक पंक्ति में लिखिए और एक-एक उदाहरण दीजिए।
समान ताप पर समान गतिज ऊर्जा से ग्राहम का नियम व्युत्पन्न कीजिए (ऊपर चरण 1 से 3)।
दो गैसों की दरों का अनुपात निकालिए, या एक का समय ज्ञात हो तो दूसरी का समय निकालिए।
निःस्राव के समय से अज्ञात गैस का आण्विक द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।
समझाइए कि अमोनियम क्लोराइड का छल्ला HCl वाले सिरे के पास क्यों बनता है।

दोहराने का सार

परीक्षा से पहले की रात यह सूची एक बार पढ़ लें। हर पंक्ति परीक्षा में एक अंक की है।

विसरण यानी बेतरतीब गति से गैसों का मिलना, निःस्राव यानी सूक्ष्म छिद्र से निर्वात में निकलना।
समान ताप पर सभी अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा बराबर होती है, इसलिए हल्के अणु तेज़ होते हैं।
औसत चाल v̄ = √(8RT / πM): यह √T के साथ बढ़ती और √M के साथ घटती है।
ग्राहम का नियम: दर₁ / दर₂ = √(M₂ / M₁), और समय के लिए उलटा: t₁ / t₂ = √(M₁ / M₂)।
100 cm की नली में NH₃ और HCl का छल्ला अमोनिया वाले सिरे से 59.4 cm पर बनता है, क्योंकि अनुपात 1.47 है।
केल्विन का प्रयोग करें, ताप और दाब समान रखें, और वर्गमूल लेना न भूलें।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

विसरण और निःस्राव में क्या अंतर है?

विसरण में एक गैस दूसरी गैस के बीच फैलकर एकसमान मिश्रण बनाती है। निःस्राव में गैस बहुत सूक्ष्म छिद्र से निर्वात में निकल जाती है। दोनों की दर आण्विक द्रव्यमान के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती है, पर नियम सटीक रूप से केवल निःस्राव में लागू होता है।

ग्राहम का विसरण नियम क्या है?

समान ताप और दाब पर किसी गैस के विसरण की दर उसके आण्विक द्रव्यमान के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है: दर₁ / दर₂ = √(M₂ / M₁)। इसलिए हाइड्रोजन ऑक्सीजन से 4.00 गुना तेज़ विसरित होती है।

हल्की गैसें तेज़ विसरित क्यों होती हैं?

समान ताप पर सभी अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा ½mv² बराबर होती है। ऊर्जा बराबर हो तो हल्के अणु को अधिक चाल से चलना पड़ता है। तेज़ अणु ज़्यादा दूरी तय करते हैं और छिद्र पर बार-बार पड़ते हैं।

सफ़ेद छल्ला हाइड्रोक्लोरिक अम्ल वाले सिरे के पास क्यों बनता है?

अमोनिया (17 g/mol) हाइड्रोजन क्लोराइड (36.5 g/mol) से हल्की है, इसलिए 1.47 गुना तेज़ चलती है। समान समय में वह ज़्यादा दूरी तय करती है, और गैसें धीमी HCl के सिरे के पास मिलती हैं, 100 cm की नली में उससे लगभग 40.6 cm दूर।

ग्राहम के नियम से अज्ञात गैस का आण्विक द्रव्यमान कैसे निकालें?

समान आयतन की अज्ञात गैस और ज्ञात गैस के निःस्राव का समय नापें। फिर M(अज्ञात) = M(ज्ञात) × (t(अज्ञात) / t(ज्ञात))²। ऑक्सीजन को 40 s और अज्ञात को 60 s लगें तो अज्ञात गैस का M = 72 g/mol है।

क्या ताप बदलने से दरों का अनुपात बदलता है?

नहीं। ताप बढ़ाने पर दोनों गैसें एक ही गुणक √(T₂ / T₁) से तेज़ होती हैं, इसलिए दरों का अनुपात वही रहता है। बस सब कुछ जल्दी होता है।

क्या हवा में विसरण के लिए ग्राहम का नियम सटीक है?

पूरी तरह नहीं। असली नली में अणु हवा के अणुओं से भी टकराते हैं, इसलिए नापा गया अनुपात √(M₂ / M₁) से केवल मोटे तौर पर मिलता है। आदर्श गैस के सूक्ष्म छिद्र से निःस्राव में, जहाँ निकलते समय टक्कर नहीं होती, नियम सटीक है।

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सिमुलेशन का उपयोग कैसे करें

इत्र की शीशी, शांत कमरा और दीवार के पास खड़ी एक नाक

शुरुआत से: कभी न रुकने वाले गैस-कण

विसरण और निःस्राव के मुख्य शब्द

विसरण और निःस्राव आमने-सामने

½mv² से ग्राहम का नियम

चरण 1: समान ताप, समान गतिज ऊर्जा

चरण 2: हल्का यानी तेज़

चरण 3: चाल से दर

चरण 4: वही नियम दूसरे रूपों में

अंदाज़ पक्का करने के लिए एक तालिका

अमोनिया और हाइड्रोजन क्लोराइड का छल्ला

व्यवस्था

क्या दिखता है

ग्राहम का नियम क्या कहता है

असली नली के बारे में एक चेतावनी

सिमुलेशन में आज़माएँ: छह प्रयोग

हल किए गए प्रश्न

प्रश्न 1: हाइड्रोजन बनाम ऑक्सीजन

प्रश्न 2: ऑक्सीजन को कितना समय लगेगा

प्रश्न 3: अज्ञात गैस का आण्विक द्रव्यमान निकालना

प्रश्न 4: छल्ला कहाँ बनेगा

प्रश्न 5: हाइड्रोजन से तीन गुना धीमी गैस

प्रश्न 6: हाइड्रोजन को गर्म करना

प्रश्न 7: एक में दो अज्ञात

आम गलतियाँ

ग्राहम का नियम कहाँ काम आता है

परीक्षा कोना (CBSE और NCERT, कक्षा 11)

दोहराने का सार

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

विसरण और निःस्राव में क्या अंतर है?

ग्राहम का विसरण नियम क्या है?

हल्की गैसें तेज़ विसरित क्यों होती हैं?

सफ़ेद छल्ला हाइड्रोक्लोरिक अम्ल वाले सिरे के पास क्यों बनता है?

ग्राहम के नियम से अज्ञात गैस का आण्विक द्रव्यमान कैसे निकालें?

क्या ताप बदलने से दरों का अनुपात बदलता है?

क्या हवा में विसरण के लिए ग्राहम का नियम सटीक है?

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द्रव्य की अवस्थाएँ: ठोस, द्रव, गैस और तापन वक्र

परमाणु कक्षक: s, p, d के आकार, क्वांटम संख्याएँ और नोड

आणविक आकृतियाँ और VSEPR सिद्धांत: आबंध युग्म, एकाकी युग्म और कोण

मोल अवधारणा: मोलर द्रव्यमान, आवोगाद्रो संख्या और मोलर आयतन

रासायनिक समीकरण संतुलन: विधि, उदाहरण और अभ्यास

रासायनिक साम्य: साम्य स्थिरांक Kc और ले शातेलिए का सिद्धांत

अनुमापन: ब्यूरेट और सूचक से अज्ञात सांद्रता निकालना

गैल्वेनिक सेल: डेनियल सेल, EMF और नर्स्ट समीकरण

ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाएँ: ऑक्सीकरण संख्या, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण और अर्ध-अभिक्रिया

हाइड्रोकार्बन: ऐल्केन, ऐल्कीन, ऐल्काइन और संरचनात्मक समावयवी 3D में

प्रकार्यात्मक समूह: ऐल्कोहॉल, ऐल्डिहाइड, कीटोन, अम्ल, एस्टर और ऐमीन

बहुलकीकरण: योगात्मक और संघनन बहुलक, पॉलिथीन और नायलॉन