Kľúčový rozdiel medzi pohyblivosťou a difúznym koeficientom je v tom, že mobilita je schopnosť nabitej častice pohybovať sa vplyvom elektrického poľa, zatiaľ čo difúzny koeficient je konštanta, ktorá popisuje vzťah medzi molárnym tokom a koncentračným gradientom.
Mobilita je schopnosť nabitých častíc pohybovať sa prostredím ako odozva na elektrické pole. Difúzny koeficient je konštanta úmernosti medzi molárnym tokom (v dôsledku molekulárnej difúzie) a koncentračným gradientom chemických látok.
Čo je mobilita
Mobilita je schopnosť nabitých častíc pohybovať sa prostredím ako odozva na elektrické pole. Toto elektrické pole ťahá nabité častice. V tejto súvislosti sú nabité častice hlavne elektróny alebo protóny. Môžeme oddeliť rôzne ióny podľa ich pohyblivosti; keď sa táto separácia robí v plynnej fáze, nazýva sa to spektrometria iónovej mobility, a ak je v kvapalnom stave, môžeme to nazvať elektroforéza.
Keď je nabitá častica v plynnom alebo kvapalnom stave, ku ktorej dochádza pri rovnomernom elektrickom poli, nabitá častica sa môže urýchliť na rýchlosť, ktorá sa nazýva konštantná driftová rýchlosť. Matematický výraz pre mobilitu je nasledujúci:
vd=µE
V tejto rovnici vd označuje driftovú rýchlosť, µ označuje pohyblivosť a E je veľkosť elektrického poľa. Jednotka merania pre vd je m/s, jednotka merania pre µ je m2/V.s a jednotka merania pre E je V/m. Preto je pohyblivosť nabitých častíc pomerom rýchlosti driftu k veľkosti elektrického poľa.
Elektrická mobilita je navyše priamo úmerná čistému elektrickému náboju nabitej častice.
Čo je difúzny koeficient?
Difúzny koeficient je konštanta úmernosti medzi molárnym tokom (v dôsledku molekulárnej difúzie) a koncentračným gradientom chemických látok. Popisuje hnaciu silu difúzie. Preto čím vyšší je koeficient difúzie, tým rýchlejšia je difúzia látok. Jednotka merania tohto parametra je m2/s.
Typicky závisí difúzny koeficient od teploty. V pevných látkach možno koeficient difúzie pri rôznych teplotách vypočítať pomocou Arrheniovej rovnice. Podobne môžeme použiť Stokesovu-Einsteinovu rovnicu na výpočet teplotnej závislosti difúzneho koeficientu v kvapalinách. V plynoch možno vzťah medzi difúznym koeficientom a teplotou určiť pomocou Chapman-Enskogovej teórie.
Vzťah medzi mobilitou a koeficientom difúzie
Mobilita a koeficient difúzie sú úzko súvisiace pojmy. Elektrická mobilita tu súvisí s difúznym koeficientom druhov vzorky prostredníctvom nasledujúcej rovnice. Nazýva sa to Einsteinov vzťah.
µ=(q/kT)D
V tejto rovnici µ je pohyblivosť, q je elektrický náboj, k je Boltzmannova konštanta, T je teplota plynu a D je difúzny koeficient. Preto v závislosti od teploty plynu a elektrického náboja nabitej častice je pohyblivosť priamo úmerná koeficientu difúzie.
Rozdiel medzi mobilitou a koeficientom difúzie
Kľúčový rozdiel medzi pohyblivosťou a difúznym koeficientom je ten, že mobilita je schopnosť nabitej častice pohybovať sa vplyvom elektrického poľa, zatiaľ čo difúzny koeficient je konštanta, ktorá opisuje vzťah medzi molárnym tokom a koncentračným gradientom.
Nasledujúca tabuľka sumarizuje rozdiel medzi pohyblivosťou a koeficientom difúzie na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Mobilita verzus koeficient difúzie
Mobilita a difúzny koeficient sú dva súvisiace chemické pojmy. Kľúčový rozdiel medzi pohyblivosťou a difúznym koeficientom je ten, že mobilita je schopnosť nabitej častice pohybovať sa vplyvom elektrického poľa, zatiaľ čo difúzny koeficient je konštanta, ktorá popisuje vzťah medzi molárnym tokom a koncentračným gradientom.
