Difüzyon ve Efüzyon Nedir? (Konu Anlatımı)

« Termodinamiğin Birinci Kanunu Nedir? (Kısaca Konu Anlatımı)

1832 senesinde Thomas Graham isimli kimyager bilim adamı, Graham Difüzyon Yasası(yayılma yasası) ile gaz moleküllerinin gelişigüzel(keyfi) hareketlerini tam olarak açıklamıştır.

Gaz moleküllerinin başka gaz molekülleri ile kinetik özelliklerinden dolayı yavaş yavaş karışmasına ve homojenlik sağlanana dek yayılmasına difüzyon adı verilir.

Graham Difüzyon Yasası’na göre; aynı sıcaklık ve basınç koşullarında gazların difüzyon hızları, mol kütlelerinin karekökü ile ters orantılıdır. Graham Difüzyon Yasası matematiksel olarak şu şekilde ifade edilir:

veya bu eşitlik gazların öz kütleleri ile de bu şekilde yazılabilir:

v₁ = 1. gazın hızı
v₂ = 2. gazın hızı
M₁ = 1. gazın mol kütlesi
M₂ = 2. gazın mol kütlesi
d₁ = 1. gazın öz kütlesi
d₂ = 2. gazın öz kütlesi

Difüzyon, bir gazın diğer bir gaz ile yavaş yavaş karıştığı bir işlem iken; efüzyon (dışa yayılma), basınç altındaki bir gazın, kabın bir bölmesinden diğer bölmesine küçük bir delikten geçerek yayıldığı bir işlemdir. Efüzyon, difüzyondan farklılık gösterdiği hâlde; efüzyon hızı, Graham Difüzyon Yasası gereği aynı eşitlikle verilir. Yani sonuç olarak gazların efüzyon hızı, gazların mol kütlelerinin karekökü ile ters orantılı bir biçimde olmaktadır.

Efüzyon hızı kaptaki gazın basıncı ile orantılıdır. Gaz bulunduğu kaptan kaçarken basıncı düşer ve efüzyon hızı azalır. Örneğin bir otomobil lastiğindeki küçük bir delik, yüksek basınçlı bölgeden düşük basınçlı bölgeye doğru efüzyona neden olur. Bir süre sonra gazın efüzyonu yavaşlar ve her iki taraftaki basınç eşit oluncaya kadar gaz geçişi devam eder.

Bir gaz molekülünün bir başka gaz içinde yayılması veya bir delikten dışarıya efüzyonu için geçen zaman, mol kütlesinin karekökü ile doğru orantılıdır. Mol kütlelerindeki farktan yararlanarak gazların efüzyon yoluyla birbirinden ayrılması sağlanır.