Ключевое различие между подвижностью и коэффициентом диффузии заключается в том, что подвижность - это способность заряженной частицы двигаться под действием электрического поля, тогда как коэффициент диффузии - это константа, которая описывает взаимосвязь между молярным потоком и градиентом концентрации.
Мобильность - это способность заряженных частиц перемещаться в среде под действием электрического поля. Коэффициент диффузии представляет собой константу пропорциональности между молярным потоком (из-за молекулярной диффузии) и градиентом концентрации химических соединений.
Что такое мобильность
Мобильность - это способность заряженных частиц перемещаться в среде под действием электрического поля. Это электрическое поле притягивает заряженные частицы. В этом контексте заряженными частицами в основном являются электроны или протоны. Мы можем разделить разные ионы по их подвижности; когда это разделение проводится в газовой фазе, оно называется спектрометрией ионной подвижности, а если оно находится в жидком состоянии, мы можем назвать его электрофорезом..
Когда есть заряженная частица в газообразном или жидком состоянии, которое происходит в однородном электрическом поле, заряженная частица может быть ускорена до скорости, которая называется постоянной скоростью дрейфа. Математическое выражение для мобильности выглядит следующим образом:
vd=µE
В этом уравнении vd относится к скорости дрейфа, µ относится к подвижности, а E является величиной электрического поля. Единицей измерения для vd является м/с, единицей измерения для µ является м2/В.с, а единицей измерения для E составляет В/м. Следовательно, подвижность заряженных частиц есть отношение скорости дрейфа к величине электрического поля.
Более того, электрическая подвижность прямо пропорциональна суммарному электрическому заряду заряженной частицы.
Что такое коэффициент диффузии?
Коэффициент диффузии представляет собой константу пропорциональности между молярным потоком (из-за молекулярной диффузии) и градиентом концентрации химических соединений. Он описывает движущую силу диффузии. Следовательно, чем выше коэффициент диффузии, тем быстрее происходит диффузия веществ. Единица измерения этого параметра м2/с.
Обычно коэффициент диффузии зависит от температуры. В твердых телах коэффициент диффузии при разных температурах можно рассчитать по уравнению Аррениуса. Точно так же мы можем использовать уравнение Стокса-Эйнштейна для расчета температурной зависимости коэффициента диффузии в жидкостях. В газах связь между коэффициентом диффузии и температурой можно определить с помощью теории Чепмена-Энскога.
Связь между подвижностью и коэффициентом диффузии
Мобильность и коэффициент диффузии являются тесно связанными терминами. Здесь электрическая подвижность связана с коэффициентом диффузии частиц образца следующим уравнением. Это называется соотношением Эйнштейна.
µ=(q/kT)D
В этом уравнении µ - подвижность, q - электрический заряд, k - постоянная Больцмана, T - температура газа, а D - коэффициент диффузии. Поэтому в зависимости от температуры газа и электрического заряда заряженной частицы подвижность прямо пропорциональна коэффициенту диффузии.
Разница между подвижностью и коэффициентом диффузии
Ключевое различие между подвижностью и коэффициентом диффузии заключается в том, что подвижность - это способность заряженной частицы двигаться под действием электрического поля, тогда как коэффициент диффузии - это константа, описывающая взаимосвязь между молярным потоком и градиентом концентрации.
В следующей таблице приведены различия между подвижностью и коэффициентом диффузии для параллельного сравнения.
Резюме – Мобильность против коэффициента диффузии
Подвижность и коэффициент диффузии – это два взаимосвязанных химических термина. Ключевое различие между подвижностью и коэффициентом диффузии заключается в том, что подвижность - это способность заряженной частицы двигаться под действием электрического поля, тогда как коэффициент диффузии - это константа, описывающая взаимосвязь между молярным потоком и градиентом концентрации.
