1-5 氣體的擴散
氣體的擴散 1-5 氣體分子的運動速率與其相對分子數之分布曲線 速率極高或極低的分子數極少，接近平均值者則較多。 溫度升高時，分布曲線往右移 動，即高速率的分子數增多，其平均運動速率亦增加。 2
氣體的擴散 1-5 逸散(effusion)：氣體分子經由小孔，進入真空之過程 擴散(diffusion)：氣體由高濃度區域往低濃度區域移動的現象 逸散(effusion)：氣體分子經由小孔，進入真空之過程 動畫：氣體的擴散與逸散 動畫：擴散與逸散 3
氣體的擴散 格雷姆擴散定律 1-5 在同溫、同壓下，氣體的擴散速率與氣體密度的平方根成反比。 在同溫、同壓下，氣體的密度比等於其分 子量比，因此擴散速率亦與分子量的平方 根成反比。 或 4
氣體的擴散 格雷姆擴散定律的應用 1-5 鈾-235 的濃縮問題： 將鈾和氟反應成為具有揮發性的六氟化鈾，因為 235UF6 和 238UF6 的分子量不同，將六氟化鈾通過數千層多孔性的障壁擴散，最後即可達到濃縮的目的。 5
範例 1-12 已知在同溫、同壓下，某氣體的擴散速率為氧 氣的 ，則此氣體的分子量為何？(分子量： O2＝32.0) 解答 氣的 ，則此氣體的分子量為何？(分子量： O2＝32.0) 解答 設此氣體的分子量為 M 解得 M＝128 6
練習題 1-12 解答 在同溫、同壓下，逸散 V 毫升的氫氣需時 t 秒，則逸散同體積的氧氣所需時間為何？ (分子量：H2＝2.0，O2＝32) 解答 逸散出相同體積時，逸散速率與時間成反比，根據格雷姆擴散定律： 7
學習成果評量 同溫、同壓下的氧氣與氫氣，兩氣體的逸散速率比為何？ 已知 500 毫升的氫氣通過多孔素燒圓筒需時 10.0 分鐘，試計算在同狀態下 200 毫升的氧氣通過該素燒圓筒需時多少分鐘？ 8
本章摘要 CH1 1-1 大氣的組成與氣體的通性 大氣依溫度變化情形，分成： 對流層、平流層、中氣層、游離層與外氣層五層。 1-1 大氣的組成與氣體的通性 大氣依溫度變化情形，分成： 對流層、平流層、中氣層、游離層與外氣層五層。 一大氣壓：在 0 ℃ 時，北緯 45。 海平面大氣壓力 的平均值—760 mmHg。 1 atm＝76 cmHg＝760 mmHg＝760 托 ＝1.013×105 帕＝1.013 巴 氣體的通性： (3) 可以完全互溶。 (4) 可以快速移動，流動性極佳。 (2) 可以無限地膨脹；具有很好的可壓縮性，體積愈 小，壓力愈大。 (1) 可充滿任何形狀與體積的容器。 (6) 定壓時，定量氣體的體積隨溫度之上升而增加， 隨溫度之下降而縮小。 (5) 氣體粒子撞擊器壁產生壓力，當溫度愈高，運動速 率會愈快，撞擊器壁的頻率增加，使得壓力愈大。 9
本章摘要 CH1 1-2 氣體定律 波以耳定律：定溫時，定量氣體的體積與壓力之乘 積為定值，即 PV＝常數。 1-2 氣體定律 波以耳定律：定溫時，定量氣體的體積與壓力之乘 積為定值，即 PV＝常數。 絕對溫度：T K＝273.15 + t ℃ 。 查理定律：定壓下，定量氣體的體積與絕對溫度成 正比，即 V/T＝常數。 亞佛加厥定律：同溫、同壓下，氣體的體積與莫耳 數成正比，即 V/n＝常數。 氣體的莫耳體積：在 STP 下，1 莫耳氣體的體積為 22.414 升。 10
本章摘要 1-3 理想氣體 理想氣體方程式：PV＝nRT。 CH1 1-3 理想氣體 理想氣體方程式：PV＝nRT。 氣體常數 R＝0.082 atm L mol－1 K－1 ＝8.314 J mol－1 K－1 定溫、定壓下，氣體的分子量愈大者，其密度愈大。 11
本章摘要 1-4 分壓 莫耳分率： (i＝1，2，3 ……)，各成分莫耳分率總和為 1。 分壓為混合氣體中單一成分氣體的壓力。 CH1 1-4 分壓 莫耳分率： (i＝1，2，3 ……)，各成分莫耳分率總和為 1。 分壓為混合氣體中單一成分氣體的壓力。 分壓＝總壓×莫耳分率，Pi＝PtXi。 排水集氣法的壓力校正：總壓減掉水的飽和 蒸氣壓，即為所收集氣體的分壓。 12
本章摘要 CH1 1-5 氣體的擴散 擴散與逸散：幾種氣體藉由分子快速運動及 彼此碰撞而混合的過程，稱為擴散。氣體分 子經由小孔，進入真空之過程，則稱為通孔 擴散或逸散。 溫度愈高，氣體分子的平均運動速率愈快。 化學示範實驗：「粉紅幽靈」—氨在水中擴散 （Diffusions of Ammonia in the Water） 真假黃金辨別術 老闆教訣竅 13