Diferența cheie dintre mobilitate și coeficientul de difuzie este că mobilitatea este capacitatea unei particule încărcate de a se mișca datorită efectului unui câmp electric, în timp ce coeficientul de difuzie este o constantă care descrie relația dintre fluxul molar și gradientul de concentrație.
Mobilitatea este capacitatea particulelor încărcate de a se deplasa printr-un mediu ca răspuns la un câmp electric. Coeficientul de difuzie este o constantă de proporționalitate între fluxul molar (datorită difuziei moleculare) și gradientul de concentrație al speciilor chimice.
Ce este mobilitatea
Mobilitatea este capacitatea particulelor încărcate de a se deplasa printr-un mediu ca răspuns la un câmp electric. Acest câmp electric trage particulele încărcate. În acest context, particulele încărcate sunt în principal electroni sau protoni. Putem separa diferiți ioni în funcție de mobilitatea lor; când această separare se face în fază gazoasă, se numește spectrometrie de mobilitate ionică, iar dacă este în stare lichidă, o putem numi electroforeză.
Când există o particulă încărcată într-o stare gazoasă sau lichidă care apare la un câmp electric uniform, particula încărcată poate fi accelerată la o viteză care se numește viteză constantă de deriva. Expresia matematică a mobilității este următoarea:
vd=µE
În această ecuație, vd se referă la viteza de derive, µ se referă la mobilitate și E este mărimea câmpului electric. Unitatea de măsură pentru vd este m/s, unitatea de măsură pentru µ este m2/V.s și unitatea de măsură pentru E este V/m. Prin urmare, mobilitatea particulelor încărcate este raportul dintre viteza de derive și mărimea câmpului electric.
În plus, mobilitatea electrică este direct proporțională cu sarcina electrică netă a particulei încărcate.
Ce este coeficientul de difuzie?
Coeficientul de difuzie este o constantă de proporționalitate între fluxul molar (datorită difuziei moleculare) și gradientul de concentrație al speciilor chimice. Descrie forța motrice a difuziei. Prin urmare, cu cât coeficientul de difuzie este mai mare, cu atât difuzia substanțelor este mai rapidă. Unitatea de măsură a acestui parametru este m2/s.
De obicei, coeficientul de difuzie depinde de temperatură. La solide, coeficientul de difuzie la diferite temperaturi poate fi calculat folosind ecuația Arrhenius. În mod similar, putem folosi ecuația Stokes-Einstein pentru a calcula dependența de temperatură a coeficientului de difuzie în lichide. În gaze, relația dintre coeficientul de difuzie și temperatură poate fi determinată folosind teoria Chapman-Enskog.
Relația dintre mobilitate și coeficientul de difuzie
Mobilitatea și coeficientul de difuzie sunt termeni strâns legați. Aici, mobilitatea electrică este legată de coeficientul de difuzie al speciilor de probă prin următoarea ecuație. Se numește relația Einstein.
µ=(q/kT)D
În această ecuație, µ este mobilitatea, q este sarcina electrică, k este constanta Boltzmann, T este temperatura gazului și D este coeficientul de difuzie. Prin urmare, în funcție de temperatura gazului și de sarcina electrică a particulei încărcate, mobilitatea este direct proporțională cu coeficientul de difuzie.
Diferența dintre mobilitate și coeficientul de difuzie
Diferența cheie dintre mobilitate și coeficientul de difuzie este că mobilitatea este capacitatea unei particule încărcate de a se mișca datorită efectului unui câmp electric, în timp ce coeficientul de difuzie este o constantă care descrie relația dintre fluxul molar și gradientul de concentrație.
Următorul tabel rezumă diferența dintre mobilitate și coeficientul de difuzie pentru compararea alăturată.
Rezumat – Mobilitate vs. coeficient de difuzie
Mobilitatea și coeficientul de difuzie sunt doi termeni chimici legați. Diferența cheie dintre mobilitate și coeficientul de difuzie este că mobilitatea este capacitatea unei particule încărcate de a se mișca datorită efectului unui câmp electric, în timp ce coeficientul de difuzie este o constantă care descrie relația dintre fluxul molar și gradientul de concentrație.
