La diferència clau entre la mobilitat i el coeficient de difusió és que la mobilitat és la capacitat d'una partícula carregada de moure's a causa de l'efecte d'un camp elèctric, mentre que el coeficient de difusió és una constant que descriu la relació entre el flux molar i el gradient de concentració..
La mobilitat és la capacitat de les partícules carregades de moure's per un medi com a resposta a un camp elèctric. El coeficient de difusió és una constant de proporcionalitat entre el flux molar (degut a la difusió molecular) i el gradient de concentració de les espècies químiques.
Què és la mobilitat
La mobilitat és la capacitat de les partícules carregades de moure's per un medi com a resposta a un camp elèctric. Aquest camp elèctric atrau les partícules carregades. En aquest context, les partícules carregades són principalment electrons o protons. Podem separar diferents ions segons la seva mobilitat; quan aquesta separació es fa en fase gasosa, s'anomena espectrometria de mobilitat iònica, i si està en estat líquid, podem anomenar-la electroforesi.
Quan hi ha una partícula carregada en estat gasós o líquid que es produeix en un camp elèctric uniforme, la partícula carregada es pot accelerar a una velocitat que s'anomena velocitat de deriva constant. L'expressió matemàtica de la mobilitat és la següent:
vd=µE
En aquesta equació, vd es refereix a la velocitat de deriva, µ es refereix a la mobilitat i E és la magnitud del camp elèctric. La unitat de mesura per a vd és m/s, la unitat de mesura per a µ és m2/V.s i la unitat de mesura per a E és V/m. Per tant, la mobilitat de les partícules carregades és la relació entre la velocitat de deriva i la magnitud del camp elèctric.
A més, la mobilitat elèctrica és directament proporcional a la càrrega elèctrica neta de la partícula carregada.
Què és el coeficient de difusió?
El coeficient de difusió és una constant de proporcionalitat entre el flux molar (a causa de la difusió molecular) i el gradient de concentració de les espècies químiques. Descriu la força impulsora de la difusió. Per tant, com més gran sigui el coeficient de difusió, més ràpida serà la difusió de les substàncies. La unitat de mesura d'aquest paràmetre és m2/s.
Normalment, el coeficient de difusió depèn de la temperatura. En sòlids, el coeficient de difusió a diferents temperatures es pot calcular mitjançant l'equació d'Arrhenius. De la mateixa manera, podem utilitzar l'equació de Stokes-Einstein per calcular la dependència de la temperatura del coeficient de difusió en líquids. En els gasos, la relació entre el coeficient de difusió i la temperatura es pot determinar mitjançant la teoria de Chapman-Enskog.
Relació entre mobilitat i coeficient de difusió
Mobilitat i coeficient de difusió són termes estretament relacionats. Aquí, la mobilitat elèctrica està relacionada amb el coeficient de difusió de l'espècie mostra mitjançant l'equació següent. S'anomena relació d'Einstein.
µ=(q/kT)D
En aquesta equació, µ és la mobilitat, q és la càrrega elèctrica, k és la constant de Boltzmann, T és la temperatura del gas i D és el coeficient de difusió. Per tant, depenent de la temperatura del gas i de la càrrega elèctrica de la partícula carregada, la mobilitat és directament proporcional al coeficient de difusió.
Diferència entre mobilitat i coeficient de difusió
La diferència clau entre la mobilitat i el coeficient de difusió és que la mobilitat és la capacitat d'una partícula carregada de moure's a causa de l'efecte d'un camp elèctric, mentre que el coeficient de difusió és una constant que descriu la relació entre el flux molar i el gradient de concentració..
La taula següent resumeix la diferència entre la mobilitat i el coeficient de difusió per comparar-les.
Resum: mobilitat vs coeficient de difusió
La mobilitat i el coeficient de difusió són dos termes químics relacionats. La diferència clau entre la mobilitat i el coeficient de difusió és que la mobilitat és la capacitat d'una partícula carregada de moure's a causa de l'efecte d'un camp elèctric, mentre que el coeficient de difusió és una constant que descriu la relació entre el flux molar i el gradient de concentració..
