Kľúčový rozdiel medzi Knudsenovou a molekulárnou difúziou je ten, že Knudsenova difúzia zahŕňa kolíziu molekúl plynu so stenami pórov, zatiaľ čo molekulárna difúzia zahŕňa pohyb molekúl z jedného systému do druhého podľa koncentračného gradientu.
Difúzia označuje pohyb molekúl (konkrétne molekúl plynu) systémom. Tento proces možno nájsť v dvoch typoch: Knudsenova difúzia a molekulárna difúzia.
Čo je Knudsenova difúzia?
Knudsenova difúzia je difúzia, ku ktorej dochádza, keď je mierka systému porovnateľná alebo menšia ako stredná voľná dráha príslušnej častice. Tento výraz sa používa najmä vo fyzike a chémii a bol pomenovaný po vedcovi Martinovi Knudsenovi.
Pri zvažovaní pohybu (konkrétnejšie difúzie) molekúl plynu cez veľmi malé kapilárne póry, ak je stredná voľná dráha difundujúcich molekúl plynu väčšia ako priemer pórov, znamená to hustotu tohto plynu je veľmi nízka a molekuly plynu majú tendenciu narážať na steny pórov v porovnaní so zrážkami medzi molekulami. Tento proces sa nazýva Knudsenova difúzia alebo Knudsenov tok.
Obrázok 01: Molekula v póre valca počas Knudsenovej difúzie
Dodatočne môžeme definovať Knudsenovo číslo, ktoré je dobrým meradlom relatívneho významu Knudsenovej difúzie. Ak je toto číslo väčšie ako 1, znamená to, že Knudsenova difúzia je pre tento systém dôležitá. Prakticky toto číslo platí len pre plyny. Je to preto, že stredná voľná dráha molekúl v kvapalnom alebo pevnom stave je veľmi malá.
Čo je molekulárna difúzia?
Difúzia je pohyb molekúl z oblasti s vysokou koncentráciou do oblasti s nízkou koncentráciou prostredníctvom koncentračného gradientu. Tieto pohyby sa vyskytujú v rovnakom riešení. Faktory, ktoré ovplyvňujú koncentračný gradient, ovplyvňujú aj difúziu.
Tento pohyb sa ukončí, keď sa koncentrácie dvoch oblastí v každom bode vyrovnajú. To znamená, že tento pohyb nastáva, kým nezmizne koncentračný gradient. Potom sa molekuly rozšíria všade vo vnútri roztoku.
Obrázok 02: Difúzia iónov medzi dvoma systémami
Rýchlosť pohybu molekúl cez difúziu je funkciou teploty, viskozity plynu (alebo tekutiny) a veľkosti častíc. Molekulárna difúzia zvyčajne opisuje čistý tok molekúl z oblasti s vysokou koncentráciou do oblasti s nízkou koncentráciou. Keď vezmeme do úvahy dva systémy, A1 a A2, ktoré majú rovnakú teplotu a sú schopné medzi sebou vymieňať molekuly, zmena potenciálnej energie v jednom z týchto systémov môže vytvoriť tok energie z jedného systému do druhého (z A1 na A2 alebo naopak), pretože každý systém prirodzene preferuje stavy s nízkou energiou a vysokou entropiou. To vytvára stav molekulárnej difúzie.
Aký je rozdiel medzi Knudsenovou a molekulárnou difúziou?
Existujú dva typy difúzie ako Knudsenova difúzia a molekulárna difúzia. Kľúčový rozdiel medzi Knudsenovou a molekulárnou difúziou je v tom, že Knudsenova difúzia zahŕňa kolíziu molekúl plynu so stenami pórov, zatiaľ čo molekulárna difúzia zahŕňa pohyb molekúl z jedného systému do druhého podľa koncentračného gradientu.
Zhrnutie – Knudsen vs Molecular Diffusion
Existujú dva typy difúzie ako Knudsenova difúzia a molekulárna difúzia. Kľúčový rozdiel medzi Knudsenovou a molekulárnou difúziou je v tom, že Knudsenova difúzia zahŕňa kolíziu molekúl plynu so stenami pórov, zatiaľ čo molekulárna difúzia zahŕňa pohyb molekúl z jedného systému do druhého podľa koncentračného gradientu.
