Ključna razlika između pokretljivosti i koeficijenta difuzije je ta što je pokretljivost sposobnost nabijene čestice da se kreće zbog efekta električnog polja, dok je koeficijent difuzije konstanta koja opisuje odnos između molarnog fluksa i gradijenta koncentracije.
Mobilnost je sposobnost nabijenih čestica da se kreću kroz medij kao odgovor na električno polje. Koeficijent difuzije je konstanta proporcionalnosti između molarnog fluksa (zbog molekularne difuzije) i gradijenta koncentracije hemijskih vrsta.
Šta je mobilnost
Mobilnost je sposobnost nabijenih čestica da se kreću kroz medij kao odgovor na električno polje. Ovo električno polje povlači nabijene čestice. U ovom kontekstu, nabijene čestice su uglavnom elektroni ili protoni. Možemo odvojiti različite ione prema njihovoj mobilnosti; kada se ovo razdvajanje vrši u gasnoj fazi, to se zove spektrometrija pokretljivosti jona, a ako je u tečnom stanju, možemo to nazvati elektroforeza.
Kada postoji nabijena čestica u plinovitom ili tekućem stanju koja se javlja u uniformnom električnom polju, nabijena čestica se može ubrzati do brzine koja se zove konstantna brzina drifta. Matematički izraz za mobilnost je sljedeći:
vd=µE
U ovoj jednačini, vd se odnosi na brzinu drifta, µ se odnosi na pokretljivost, a E je veličina električnog polja. Jedinica mjere za vd je m/s, jedinica mjere za µ je m2/V.s, a jedinica mjere za E je V/m. Prema tome, pokretljivost nabijenih čestica je omjer brzine drifta i veličine električnog polja.
Štaviše, električna mobilnost je direktno proporcionalna neto električnom naboju nabijene čestice.
Šta je koeficijent difuzije?
Koeficijent difuzije je konstanta proporcionalnosti između molarnog fluksa (zbog molekularne difuzije) i gradijenta koncentracije hemijskih vrsta. Opisuje pokretačku snagu difuzije. Dakle, što je veći koeficijent difuzije, to je brža difuzija supstanci. Jedinica mjerenja ovog parametra je m2/s.
Tipično, koeficijent difuzije zavisi od temperature. U čvrstim tijelima, koeficijent difuzije na različitim temperaturama može se izračunati korištenjem Arrheniusove jednadžbe. Slično, možemo koristiti Stokes-Einsteinovu jednačinu za izračunavanje temperaturne ovisnosti koeficijenta difuzije u tekućinama. U plinovima, odnos između koeficijenta difuzije i temperature može se odrediti korištenjem Chapman-Enskog teorije.
Odnos između mobilnosti i koeficijenta difuzije
Pokretljivost i koeficijent difuzije su blisko povezani pojmovi. Ovdje je električna mobilnost povezana s koeficijentom difuzije vrste uzorka kroz sljedeću jednačinu. To se zove Einsteinova relacija.
µ=(q/kT)D
U ovoj jednačini, µ je pokretljivost, q je električni naboj, k je Boltzmannova konstanta, T je temperatura gasa, a D je koeficijent difuzije. Stoga, ovisno o temperaturi plina i električnom naboju nabijene čestice, mobilnost je direktno proporcionalna koeficijentu difuzije.
Razlika između mobilnosti i koeficijenta difuzije
Ključna razlika između pokretljivosti i koeficijenta difuzije je ta što je pokretljivost sposobnost nabijene čestice da se kreće zbog efekta električnog polja, dok je koeficijent difuzije konstanta koja opisuje odnos između molarnog fluksa i gradijenta koncentracije.
Sljedeća tabela rezimira razliku između mobilnosti i koeficijenta difuzije za usporedbu.
Sažetak – mobilnost vs koeficijent difuzije
Pokretljivost i koeficijent difuzije su dva povezana hemijska pojma. Ključna razlika između pokretljivosti i koeficijenta difuzije je u tome što je pokretljivost sposobnost nabijene čestice da se kreće zbog efekta električnog polja, dok je koeficijent difuzije konstanta koja opisuje odnos između molarnog fluksa i gradijenta koncentracije.
