Nøgleforskellen mellem mobilitet og diffusionskoefficient er, at mobilitet er en ladet partikels evne til at bevæge sig på grund af virkningen af et elektrisk felt, hvorimod diffusionskoefficient er en konstant, der beskriver forholdet mellem molær flux og koncentrationsgradienten.
Mobilitet er ladede partiklers evne til at bevæge sig gennem et medium som en reaktion på et elektrisk felt. Diffusionskoefficienten er en proportionalitetskonstant mellem den molære flux (på grund af molekylær diffusion) og koncentrationsgradienten af kemiske arter.
Hvad er mobilitet
Mobilitet er ladede partiklers evne til at bevæge sig gennem et medium som en reaktion på et elektrisk felt. Dette elektriske felt trækker de ladede partikler. I denne sammenhæng er ladede partikler hovedsageligt elektroner eller protoner. Vi kan adskille forskellige ioner efter deres mobilitet; når denne adskillelse sker i gasfasen, kaldes det ionmobilitetsspektrometri, og hvis det er i flydende tilstand, kan vi kalde det elektroforese.
Når der er en ladet partikel i en gas- eller væsketilstand, der opstår ved et ensartet elektrisk felt, kan den ladede partikel accelereres til en hastighed, der kaldes en konstant drifthastighed. Det matematiske udtryk for mobilitet er som følger:
vd=µE
I denne ligning refererer vd til drifthastigheden, µ refererer til mobiliteten og E er størrelsen af det elektriske felt. Måleenheden for vd er m/s, måleenheden for µ er m2/V.s, og måleenheden for E er V/m. Derfor er mobiliteten af ladede partikler forholdet mellem drifthastigheden og størrelsen af det elektriske felt.
Desuden er elektrisk mobilitet direkte proportional med den ladede partikels elektriske nettoladning.
Hvad er diffusionskoefficient?
Diffusionskoefficient er en proportionalitetskonstant mellem den molære flux (på grund af molekylær diffusion) og koncentrationsgradienten af kemiske arter. Den beskriver drivkraften bag diffusion. Derfor, jo højere diffusionskoefficienten er, jo hurtigere er diffusionen af stoffer. Måleenheden for denne parameter er m2/s.
Diffusionskoefficienten afhænger typisk af temperaturen. I faste stoffer kan diffusionskoefficienten ved forskellige temperaturer beregnes ved hjælp af Arrhenius-ligningen. På samme måde kan vi bruge Stokes-Einstein-ligningen til at beregne temperaturafhængigheden af diffusionskoefficienten i væsker. I gasser kan forholdet mellem diffusionskoefficient og temperatur bestemmes ved hjælp af Chapman-Enskog teorien.
Forholdet mellem mobilitet og diffusionskoefficient
Mobilitet og diffusionskoefficient er tæt beslægtede udtryk. Her er elektrisk mobilitet relateret til diffusionskoefficienten for prøvearten gennem følgende ligning. Det kaldes Einstein-relationen.
µ=(q/kT)D
I denne ligning er µ mobiliteten, q er den elektriske ladning, k er Boltzmann-konstanten, T er gassens temperatur, og D er diffusionskoefficienten. Afhængigt af gastemperaturen og den ladede partikels elektriske ladning er mobiliteten derfor direkte proportional med diffusionskoefficienten.
Forskel mellem mobilitet og diffusionskoefficient
Nøgleforskellen mellem mobilitet og diffusionskoefficient er, at mobilitet er en ladet partikels evne til at bevæge sig på grund af virkningen af et elektrisk felt, hvorimod diffusionskoefficient er en konstant, der beskriver forholdet mellem molær flux og koncentrationsgradienten.
Den følgende tabel opsummerer forskellen mellem mobilitet og diffusionskoefficient til side om side sammenligning.
Oversigt – Mobilitet vs diffusionskoefficient
Mobilitet og diffusionskoefficient er to relaterede kemiske termer. Den vigtigste forskel mellem mobilitet og diffusionskoefficient er, at mobilitet er en ladet partikels evne til at bevæge sig på grund af virkningen af et elektrisk felt, hvorimod diffusionskoefficient er en konstant, der beskriver forholdet mellem molær flux og koncentrationsgradienten.
