Põhiline erinevus liikuvuse ja difusioonikoefitsiendi vahel on see, et liikuvus on laetud osakese võime liikuda elektrivälja mõjul, samas kui difusioonikoefitsient on konstant, mis kirjeldab seost molaarvoo ja kontsentratsiooni gradiendi vahel..
Mobility on laetud osakeste võime liikuda läbi keskkonna vastusena elektriväljale. Difusioonikoefitsient on proportsionaalsuskonstant molaarvoo (molekulaarse difusiooni tõttu) ja keemiliste ainete kontsentratsioonigradiendi vahel.
Mis on liikuvus
Mobility on laetud osakeste võime liikuda läbi keskkonna vastusena elektriväljale. See elektriväli tõmbab laetud osakesi. Selles kontekstis on laetud osakesed peamiselt elektronid või prootonid. Me saame eri ioone eraldada vastav alt nende liikuvusele; kui see eraldamine toimub gaasifaasis, nimetatakse seda ioonide liikuvuse spektromeetriaks ja kui see on vedelas olekus, võime seda nimetada elektroforeesiks.
Kui gaasis või vedelas olekus on laetud osake, mis esineb ühtlase elektrivälja juures, saab laetud osakest kiirendada kiiruseni, mida nimetatakse konstantseks triivimiskiiruseks. Mobiilsuse matemaatiline avaldis on järgmine:
vd=µE
Selles võrrandis tähistab vd triivi kiirust, µ viitab liikuvusele ja E on elektrivälja suurusjärk. Vd mõõtühik on m/s, µ mõõtühik on m2/V.s ja E mõõtühik on V/m. Seetõttu on laetud osakeste liikuvus triivikiiruse ja elektrivälja suuruse suhe.
Lisaks on elektriline liikuvus otseselt võrdeline laetud osakese elektrilise netolaenguga.
Mis on difusioonikoefitsient?
Difusioonikoefitsient on proportsionaalsuse konstant molaarvoo (molekulaarse difusiooni tõttu) ja keemiliste ainete kontsentratsioonigradiendi vahel. See kirjeldab difusiooni liikumapanevat jõudu. Seega, mida kõrgem on difusioonikoefitsient, seda kiirem on ainete difusioon. Selle parameetri mõõtühik on m2/s.
Tavaliselt sõltub difusioonikoefitsient temperatuurist. Tahketes ainetes saab difusioonikoefitsienti erinevatel temperatuuridel arvutada Arrheniuse võrrandi abil. Samamoodi saame kasutada Stokes-Einsteini võrrandit vedelike difusioonikoefitsiendi temperatuurisõltuvuse arvutamiseks. Gaasides saab difusiooniteguri ja temperatuuri vahelise seose määrata Chapmani-Enskogi teooria abil.
Liikuvuse ja difusioonikoefitsiendi suhe
Mobility ja difusioonikoefitsient on omavahel tihed alt seotud terminid. Siin on elektriline liikuvus seotud prooviliikide difusioonikoefitsiendiga järgmise võrrandi kaudu. Seda nimetatakse Einsteini seoseks.
µ=(q/kT)D
Selles võrrandis on µ liikuvus, q on elektrilaeng, k on Boltzmanni konstant, T on gaasi temperatuur ja D on difusioonikoefitsient. Seetõttu on liikuvus olenev alt gaasi temperatuurist ja laetud osakese elektrilaengust otseselt võrdeline difusioonikoefitsiendiga.
Erinevus liikuvuse ja difusioonikoefitsiendi vahel
Põhiline erinevus liikuvuse ja difusioonikoefitsiendi vahel on see, et liikuvus on laetud osakese võime liikuda elektrivälja mõjul, samas kui difusioonikoefitsient on konstant, mis kirjeldab molaarvoo ja kontsentratsiooni gradiendi vahelist seost.
Järgmine tabel võtab kõrvuti võrdlemiseks kokku liikuvuse ja difusioonikoefitsiendi erinevuse.
Kokkuvõte – liikuvus vs difusioonikoefitsient
Mobility ja difusioonikoefitsient on kaks omavahel seotud keemilist terminit. Peamine erinevus liikuvuse ja difusioonikoefitsiendi vahel on see, et liikuvus on laetud osakese võime liikuda elektrivälja mõjul, samas kui difusioonikoefitsient on konstant, mis kirjeldab molaarvoo ja kontsentratsioonigradiendi vahelist seost.
