Ključna razlika med mobilnostjo in difuzijskim koeficientom je, da je mobilnost sposobnost nabitega delca, da se premika zaradi učinka električnega polja, medtem ko je difuzijski koeficient konstanta, ki opisuje razmerje med molskim tokom in koncentracijskim gradientom.
Mobilnost je sposobnost nabitih delcev, da se gibljejo skozi medij kot odziv na električno polje. Difuzijski koeficient je konstanta sorazmernosti med molskim tokom (zaradi molekularne difuzije) in koncentracijskim gradientom kemičnih vrst.
Kaj je mobilnost
Mobilnost je sposobnost nabitih delcev, da se gibljejo skozi medij kot odziv na električno polje. To električno polje vleče nabite delce. V tem kontekstu so nabiti delci predvsem elektroni ali protoni. Ločimo lahko različne ione glede na njihovo mobilnost; ko se to ločevanje izvede v plinski fazi, se imenuje spektrometrija ionske mobilnosti, če je v tekočem stanju, pa se imenuje elektroforeza.
Ko je nabit delec v plinastem ali tekočem stanju, ki se pojavi v enakomernem električnem polju, se lahko nabit delec pospeši do hitrosti, ki se imenuje konstantna odnašajoča hitrost. Matematični izraz za mobilnost je naslednji:
vd=µE
V tej enačbi se vd nanaša na hitrost odnašanja, µ se nanaša na mobilnost in E je velikost električnega polja. Merska enota za vd je m/s, merska enota za µ je m2/V.s, merska enota za E je V/m. Zato je mobilnost nabitih delcev razmerje med hitrostjo odnašanja in velikostjo električnega polja.
Poleg tega je električna mobilnost neposredno sorazmerna z neto električnim nabojem nabitega delca.
Kaj je difuzijski koeficient?
Difuzijski koeficient je konstanta sorazmernosti med molskim tokom (zaradi molekularne difuzije) in koncentracijskim gradientom kemičnih vrst. Opisuje gonilno silo difuzije. Višji kot je torej difuzijski koeficient, hitrejša je difuzija snovi. Merska enota tega parametra je m2/s.
Običajno je difuzijski koeficient odvisen od temperature. V trdnih snoveh lahko difuzijski koeficient pri različnih temperaturah izračunamo z Arrheniusovo enačbo. Podobno lahko uporabimo Stokes-Einsteinovo enačbo za izračun temperaturne odvisnosti difuzijskega koeficienta v tekočinah. Pri plinih lahko razmerje med difuzijskim koeficientom in temperaturo določimo s teorijo Chapman-Enskog.
Razmerje med mobilnostjo in difuzijskim koeficientom
Mobilnost in difuzijski koeficient sta tesno povezana izraza. Tukaj je električna mobilnost povezana z difuzijskim koeficientom vzorčne vrste z naslednjo enačbo. Imenuje se Einsteinova relacija.
µ=(q/kT)D
V tej enačbi je µ mobilnost, q je električni naboj, k je Boltzmannova konstanta, T je temperatura plina in D je difuzijski koeficient. Zato je mobilnost v odvisnosti od temperature plina in električnega naboja nabitega delca neposredno sorazmerna z difuzijskim koeficientom.
Razlika med mobilnostjo in koeficientom difuzije
Ključna razlika med mobilnostjo in difuzijskim koeficientom je, da je mobilnost sposobnost nabitega delca, da se premika zaradi učinka električnega polja, medtem ko je difuzijski koeficient konstanta, ki opisuje razmerje med molskim tokom in koncentracijskim gradientom.
Naslednja tabela povzema razliko med koeficientom mobilnosti in difuzije za vzporedno primerjavo.
Povzetek – koeficient mobilnosti proti difuziji
Mobilnost in koeficient difuzije sta dva povezana kemijska izraza. Ključna razlika med mobilnostjo in difuzijskim koeficientom je, da je mobilnost sposobnost nabitega delca, da se premika zaradi učinka električnega polja, medtem ko je difuzijski koeficient konstanta, ki opisuje razmerje med molskim tokom in koncentracijskim gradientom.
