قانون گراهام ، در واقع برای مقایسه قدرت نشت گازها توسّط گراهام ارائه شده است . بیان ساده این قانون به این صورت است « سرعت نشت مولکول گازها (R) از دیواره های منفذ دار ، با ریشه دوّم جرم مولکولی یا ریشه دوّم چگالی آنها نسبت معکوس دارد . » اگر دو گاز A و B را در نظر بگیریم :\( \frac{R_{A}}{R_{B}}=\sqrt{\frac{M_{B}}{M_{A}}} \)
از آن جایی که جرم مولکولی هر گاز با چگالی آن (d) تناسب مستقیم دارد ، می توان استنباط کردکه :\( \frac{R_{A}}{R_{B}}=\sqrt{\frac{M_{B}}{M_{A}}}=\sqrt{\frac{d_{B}}{d_{A}}} \)
که در این رابطه حرف R مخفف Rate به معنی سرعت نفوذ است .
البته یاد آوری کنیم که این قانون در صورتی به طور کامل صادق است که قطر منفذ های جداره ها در مقایسه با قطر اندازه مولکول ها کوچک باشد .
برای تفهیم بهتر این مطلب و جا افتادن قانون گراهام در ذهن شما ، مثالی می آوریم که در باره گاز هیدروژن است .
مثال : با توجّه به قانون گراهام ، حساب کنید که در شرایط یکسان سرعت نشت گاز هیدروژن چند برابر سرعت نشت گاز اُکسیژن است ؟ جرم مولکولی گاز اکسیژن و هیدروژن به ترتیب برابر با 32 و 2 گرم است .
\( \frac{R_{H_{2}}}{R_{O_{2}}}=\sqrt{\frac{M_{O_{2}}}{M_{H_{2}}}}=\sqrt{\frac{32}{2}}=\sqrt{16}=4 \)
پس سرعت نفوذ مولکولی ( نشت ) گاز هیدروژن ، چهار برابر سرعت نفوذ مولکولی ( نشت ) گاز اُکسیژن است .
در گذشته ، یکی از کاربردهای قانون گراهام ، محاسبه جرم مولکولی گاز ها بوده است .
مثال : حجم معینی از گاز نیتروژن از یک جدار متخلخل در مدت 250 ثانیه نشت می کند . و همان حجم از گاز A در همان شرایط در زمان 189 ثانیه از آن جدار نشت می کند .با بهره گیری از قانون گراهام ، جرم مولکولی گاز A را حساب کنید . جرم مولکولی گاز نتیروژن برابر 28 گرم است .
با توجّه به این که سرعت نشت گاز با زمان نشت (t) آن نسبت معکوس دارد می توان نوشت که :
\( \frac{R_{M}}{R_{N_{2}}}=\frac{t_{N_{2}}}{t_{M}}=\sqrt{\frac{M_{A}}{M_{N_{2}}}}\Rightarrow \frac{250}{189}=\sqrt{\frac{M_{A}}{28}}\Rightarrow M_{A}\simeq 49g/mol \)
گراهام ، شیمی فیزیکدان ایرلندی بود که نخست به دستور پد رخویش به تحصیل خداشناسی ( الهیات ) مشغول شد سپس به تحصیل علوم تجربی گرایش یافت . در دانشگاه گلاسکو به تحصیل پرداخت . در سال 1826 از آنجا فازغ التخصیل شد . در سال 1830 استاد دانشگاه کلاسکو و در سال 1837 استاد شیمی در کالج دانشگاه لندن شد . گراهام نخستین کسی است که محلول سریشم را بررسی و خواص آن را معین کرد .وی یکی از بنیانگذارت شیمی – فیزیک بود . مطالعات گسترده ای در زمینه آب تبلور داشت . فرایند جذب مقدار بیشتر هیدروژن به وسیله پالادیم را مورد بررسی و پژوهش قرار داد .
