Was ist der Unterschied zwischen Mobilität und Diffusionskoeffizient
Der Schlüsselunterschied zwischen Mobilität und Diffusionskoeffizient ist, dass Mobilität die Fähigkeit eines geladenen Teilchens ist, sich aufgrund der Auswirkung eines elektrischen Feldes zu bewegen, während der Diffusionskoeffizient eine Konstante ist, die die Beziehung zwischen dem Molflocken und dem Konzentrationsgradienten beschreibt.
Mobilität ist die Fähigkeit geladener Partikel, sich durch ein Medium als Reaktion auf ein elektrisches Feld zu bewegen. Der Diffusionskoeffizient ist eine Proportionalitätskonstante zwischen dem molaren Fluss (aufgrund der molekularen Diffusion) und dem Konzentrationsgradienten chemischer Spezies.
INHALT
1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist Mobilität?
3. Was ist Diffusionskoeffizient
4. Beziehung zwischen Mobilität und Diffusionskoeffizient
5. Mobilität und Diffusionskoeffizient in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung - Mobilität gegen Diffusionskoeffizient
Was ist Mobilität?
Mobilität ist die Fähigkeit geladener Partikel, sich durch ein Medium als Reaktion auf ein elektrisches Feld zu bewegen. Dieses elektrische Feld zieht die geladenen Partikel. In diesem Zusammenhang sind geladene Partikel hauptsächlich Elektronen oder Protonen. Wir können verschiedene Ionen nach ihrer Mobilität trennen. Wenn diese Trennung in der Gasphase durchgeführt wird, wird sie als Ionenmobilitätsspektrometrie bezeichnet. Wenn sie sich im flüssigen Zustand befindet, können wir sie als Elektrophorese bezeichnen.
Wenn sich ein geladenes Teilchen in einem Gas- oder Flüssigkeitszustand befindet, das auf einem gleichmäßigen elektrischen Feld auftritt, kann das geladene Teilchen zu einer Geschwindigkeit beschleunigt werden, die als konstante Driftgeschwindigkeit bezeichnet wird. Der mathematische Ausdruck für Mobilität ist wie folgt:
vD = µe
In dieser Gleichung vD Bezieht sich auf die Driftgeschwindigkeit, µ bezieht sich auf die Mobilität und e ist die Größe des elektrischen Feldes. Die Messeinheit für vD ist m/s, die Messeinheit für µ ist m2/V.s und die Messeinheit für e ist v/m. Daher ist die Mobilität geladener Partikel das Verhältnis der Driftgeschwindigkeit zur Größe des elektrischen Feldes.
Darüber hinaus ist die elektrische Mobilität direkt proportional zur elektrischen Nettoladung des geladenen Teilchens.
Was ist Diffusionskoeffizient?
Der Diffusionskoeffizient ist eine Proportionalitätskonstante zwischen dem Molflocken (aufgrund der molekularen Diffusion) und dem Konzentrationsgradienten chemischer Spezies. Es beschreibt die treibende Kraft der Diffusion. Je höher der Diffusionskoeffizient ist, desto schneller die Diffusion von Substanzen. Die Messeinheit dieses Parameters ist m2/S.
Typischerweise hängt der Diffusionskoeffizient von der Temperatur ab. In Feststoffen kann der Diffusionskoeffizient bei verschiedenen Temperaturen unter Verwendung der Arrhenius -Gleichung berechnet werden. In ähnlicher Weise können wir die Stokes-Einstein-Gleichung verwenden, um die Temperaturabhängigkeit des Diffusionskoeffizienten in Flüssigkeiten zu berechnen. In Gasen kann die Beziehung zwischen dem Diffusionskoeffizienten und der Temperatur unter Verwendung der Chapman-Enskog-Theorie bestimmt werden.
Beziehung zwischen Mobilität und Diffusionskoeffizient
Mobilität und Diffusionskoeffizient sind eng verwandte Begriffe. Hier hängt die elektrische Mobilität mit dem Diffusionskoeffizienten der Probenspezies durch die folgende Gleichung zusammen. Es wird die Einstein -Beziehung genannt.
µ = (q/kt) d
In dieser Gleichung ist µ die Mobilität, q die elektrische Ladung, k ist die Boltzmann -Konstante, t ist die Temperatur des Gases und D ist der Diffusionskoeffizient. Abhängig von der Gastemperatur und der elektrischen Ladung des geladenen Teilchens ist die Mobilität daher direkt proportional zum Diffusionskoeffizienten.
Unterschied zwischen Mobilität und Diffusionskoeffizient
Der Hauptunterschied zwischen Mobilität und Diffusionskoeffizient besteht darin, dass Mobilität die Fähigkeit eines geladenen Teilchens aufgrund der Wirkung eines elektrischen Feldes ist, während der Diffusionskoeffizient eine Konstante ist, die die Beziehung zwischen dem Molflocken und dem Konzentrationsgradienten beschreibt.
Die folgende Tabelle fasst den Unterschied zwischen Mobilität und Diffusionskoeffizient für den Vergleich nebeneinander zusammen.
Zusammenfassung -Mobilität gegen Diffusionskoeffizient
Mobilität und Diffusionskoeffizient sind zwei verwandte chemische Begriffe. Der Hauptunterschied zwischen Mobilität und Diffusionskoeffizient besteht darin, dass Mobilität die Fähigkeit eines geladenen Teilchens aufgrund der Wirkung eines elektrischen Feldes ist, während der Diffusionskoeffizient eine Konstante ist, die die Beziehung zwischen dem Molflocken und dem Konzentrationsgradienten beschreibt.
Referenz:
1. "Diffusionskoeffizient.” Ein Überblick | Sciencedirect -Themen.
Bild mit freundlicher Genehmigung:
1. "Bewegung durch Elektrophorese eines geladenen Teilchens" von Daniele Pugliesi - Datei: Moto di Uno Ione in un elettrolita.SVG (meine Arbeit) (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
