Klíčový rozdíl mezi pohyblivostí a difúzním koeficientem je ten, že mobilita je schopnost nabité částice pohybovat se vlivem elektrického pole, zatímco difúzní koeficient je konstanta, která popisuje vztah mezi molárním tokem a koncentračním gradientem..
Pohyblivost je schopnost nabitých částic pohybovat se prostředím jako odezva na elektrické pole. Difúzní koeficient je konstantou úměrnosti mezi molárním tokem (v důsledku molekulární difúze) a koncentračním gradientem chemických látek.
Co je mobilita
Pohyblivost je schopnost nabitých částic pohybovat se prostředím jako odezva na elektrické pole. Toto elektrické pole přitahuje nabité částice. V této souvislosti jsou nabité částice hlavně elektrony nebo protony. Můžeme oddělit různé ionty podle jejich pohyblivosti; když se tato separace provádí v plynné fázi, nazývá se iontová pohyblivostní spektrometrie, a pokud je v kapalném stavu, můžeme ji nazývat elektroforéza.
Když je nabitá částice v plynném nebo kapalném stavu, která se vyskytuje při rovnoměrném elektrickém poli, nabitá částice může být urychlena na rychlost, která se nazývá konstantní driftová rychlost. Matematický výraz pro mobilitu je následující:
vd=µE
V této rovnici vd označuje driftovou rychlost, µ označuje pohyblivost a E je velikost elektrického pole. Jednotka měření pro vd je m/s, jednotka měření pro µ je m2/V.s a jednotka měření pro E je V/m. Proto je pohyblivost nabitých částic poměrem rychlosti driftu k velikosti elektrického pole.
Elektrická mobilita je navíc přímo úměrná čistému elektrickému náboji nabité částice.
Co je difúzní koeficient?
Difůzní koeficient je konstanta úměrnosti mezi molárním tokem (v důsledku molekulární difúze) a koncentračním gradientem chemických látek. Popisuje hnací sílu difúze. Čím vyšší je tedy koeficient difúze, tím rychlejší je difúze látek. Jednotka měření tohoto parametru je m2/s.
Typicky závisí difúzní koeficient na teplotě. V pevných látkách lze koeficient difúze při různých teplotách vypočítat pomocí Arrheniovy rovnice. Podobně můžeme použít Stokes-Einsteinovu rovnici pro výpočet teplotní závislosti difúzního koeficientu v kapalinách. V plynech lze vztah mezi difúzním koeficientem a teplotou určit pomocí Chapman-Enskogovy teorie.
Vztah mezi mobilitou a difúzním koeficientem
Mobilita a difúzní koeficient jsou úzce související pojmy. Elektrická mobilita zde souvisí s difúzním koeficientem druhu vzorku prostřednictvím následující rovnice. Říká se tomu Einsteinův vztah.
µ=(q/kT)D
V této rovnici µ je pohyblivost, q je elektrický náboj, k je Boltzmannova konstanta, T je teplota plynu a D je difúzní koeficient. Pohyblivost je tedy v závislosti na teplotě plynu a elektrickém náboji nabité částice přímo úměrná koeficientu difúze.
Rozdíl mezi mobilitou a difúzním koeficientem
Klíčový rozdíl mezi pohyblivostí a difúzním koeficientem je ten, že mobilita je schopnost nabité částice pohybovat se vlivem elektrického pole, zatímco difúzní koeficient je konstanta, která popisuje vztah mezi molárním tokem a koncentračním gradientem..
Následující tabulka shrnuje rozdíl mezi pohyblivostí a koeficientem difúze pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – mobilita vs koeficient difúze
Mobilita a difúzní koeficient jsou dva související chemické pojmy. Klíčový rozdíl mezi pohyblivostí a difúzním koeficientem je ten, že pohyblivost je schopnost nabité částice pohybovat se vlivem elektrického pole, zatímco difúzní koeficient je konstanta, která popisuje vztah mezi molárním tokem a koncentračním gradientem.
