Nyckelskillnaden mellan mobilitet och diffusionskoefficient är att mobilitet är förmågan hos en laddad partikel att röra sig på grund av effekten av ett elektriskt fält medan diffusionskoefficient är en konstant som beskriver förhållandet mellan molärt flöde och koncentrationsgradienten.
Rörlighet är laddade partiklars förmåga att röra sig genom ett medium som ett svar på ett elektriskt fält. Diffusionskoefficienten är en proportionalitetskonstant mellan det molära flödet (på grund av molekylär diffusion) och koncentrationsgradienten för kemiska arter.
Vad är mobilitet
Rörlighet är laddade partiklars förmåga att röra sig genom ett medium som ett svar på ett elektriskt fält. Detta elektriska fält drar de laddade partiklarna. I detta sammanhang är laddade partiklar främst elektroner eller protoner. Vi kan separera olika joner efter deras rörlighet; när denna separation görs i gasfasen kallas det jonmobilitetsspektrometri, och om det är i flytande tillstånd kan vi kalla det elektrofores.
När det finns en laddad partikel i gas- eller flytande tillstånd som uppstår vid ett enhetligt elektriskt fält, kan den laddade partikeln accelereras till en hastighet som kallas en konstant drifthastighet. Det matematiska uttrycket för rörlighet är som följer:
vd=µE
I denna ekvation avser vd drifthastigheten, µ avser rörligheten och E är storleken på det elektriska fältet. Måttenheten för vd är m/s, måttenheten för µ är m2/V.s, och måttenheten för E är V/m. Därför är rörligheten för laddade partiklar förhållandet mellan drivhastigheten och storleken på det elektriska fältet.
Dessutom är elektrisk rörlighet direkt proportionell mot den laddade partikelns elektriska nettoladdning.
Vad är diffusionskoefficient?
Diffusionskoefficient är en proportionalitetskonstant mellan det molära flödet (på grund av molekylär diffusion) och koncentrationsgradienten för kemiska arter. Den beskriver diffusions drivkraft. Därför, ju högre diffusionskoefficient, desto snabbare diffusion av ämnen. Måttenheten för denna parameter är m2/s.
Diffusionskoefficienten beror vanligtvis på temperaturen. I fasta ämnen kan diffusionskoefficienten vid olika temperaturer beräknas med hjälp av Arrhenius-ekvationen. På liknande sätt kan vi använda Stokes-Einsteins ekvation för att beräkna temperaturberoendet för diffusionskoefficienten i vätskor. I gaser kan förhållandet mellan diffusionskoefficient och temperatur bestämmas med hjälp av Chapman-Enskog-teorin.
Relation Mellan Mobilitet och Diffusionskoefficient
Rörlighet och diffusionskoefficient är närbesläktade termer. Här är elektrisk mobilitet relaterad till diffusionskoefficienten för provarterna genom följande ekvation. Det kallas Einstein-relationen.
µ=(q/kT)D
I denna ekvation är µ rörligheten, q är den elektriska laddningen, k är Boltzmann-konstanten, T är gasens temperatur och D är diffusionskoefficienten. Därför, beroende på gastemperaturen och den laddade partikelns elektriska laddning, är rörligheten direkt proportionell mot diffusionskoefficienten.
Skillnaden mellan mobilitet och diffusionskoefficient
Nyckelskillnaden mellan mobilitet och diffusionskoefficient är att mobilitet är förmågan hos en laddad partikel att röra sig på grund av effekten av ett elektriskt fält medan diffusionskoefficient är en konstant som beskriver förhållandet mellan molärt flöde och koncentrationsgradienten.
Följande tabell sammanfattar skillnaden mellan rörlighet och diffusionskoefficient för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Mobilitet vs diffusionskoefficient
Mobilitet och diffusionskoefficient är två relaterade kemiska termer. Den viktigaste skillnaden mellan mobilitet och diffusionskoefficient är att mobilitet är förmågan hos en laddad partikel att röra sig på grund av effekten av ett elektriskt fält medan diffusionskoefficient är en konstant som beskriver förhållandet mellan molärt flöde och koncentrationsgradienten.
