Het belangrijkste verschil tussen mobiliteit en diffusiecoëfficiënt is dat mobiliteit het vermogen is van een geladen deeltje om te bewegen als gevolg van het effect van een elektrisch veld, terwijl diffusiecoëfficiënt een constante is die de relatie tussen molaire flux en de concentratiegradiënt beschrijft.
Mobiliteit is het vermogen van geladen deeltjes om door een medium te bewegen als reactie op een elektrisch veld. De diffusiecoëfficiënt is een evenredigheidsconstante tussen de molaire flux (vanwege moleculaire diffusie) en de concentratiegradiënt van chemische soorten.
Wat is mobiliteit
Mobiliteit is het vermogen van geladen deeltjes om door een medium te bewegen als reactie op een elektrisch veld. Dit elektrische veld trekt de geladen deeltjes aan. In deze context zijn geladen deeltjes voornamelijk elektronen of protonen. We kunnen verschillende ionen scheiden op basis van hun mobiliteit; wanneer deze scheiding in de gasfase wordt uitgevoerd, wordt dit ionenmobiliteitsspectrometrie genoemd, en als het in vloeibare toestand is, kunnen we het elektroforese noemen.
Als er een geladen deeltje in een gas- of vloeibare toestand is dat optreedt bij een uniform elektrisch veld, kan het geladen deeltje worden versneld tot een snelheid die een constante driftsnelheid wordt genoemd. De wiskundige uitdrukking voor mobiliteit is als volgt:
vd=µE
In deze vergelijking verwijst vd naar de driftsnelheid, µ verwijst naar de mobiliteit en E is de grootte van het elektrische veld. De maateenheid voor vd is m/s, de maateenheid voor µ is m2/V.s en de maateenheid voor E is V/m. Daarom is de mobiliteit van geladen deeltjes de verhouding van de driftsnelheid tot de grootte van het elektrische veld.
Bovendien is elektrische mobiliteit recht evenredig met de netto elektrische lading van het geladen deeltje.
Wat is diffusiecoëfficiënt?
Diffusiecoëfficiënt is een evenredigheidsconstante tussen de molaire flux (vanwege moleculaire diffusie) en de concentratiegradiënt van chemische soorten. Het beschrijft de drijvende kracht van diffusie. Daarom, hoe hoger de diffusiecoëfficiënt, hoe sneller de diffusie van stoffen. De meeteenheid van deze parameter is m2/s.
Normaal gesproken hangt de diffusiecoëfficiënt af van de temperatuur. In vaste stoffen kan de diffusiecoëfficiënt bij verschillende temperaturen worden berekend met behulp van de Arrhenius-vergelijking. Evenzo kunnen we de Stokes-Einstein-vergelijking gebruiken om de temperatuurafhankelijkheid van de diffusiecoëfficiënt in vloeistoffen te berekenen. In gassen kan de relatie tussen diffusiecoëfficiënt en temperatuur worden bepaald met behulp van de Chapman-Enskog-theorie.
Relatie tussen mobiliteit en diffusiecoëfficiënt
Mobiliteit en diffusiecoëfficiënt zijn nauw verwante termen. Hier is elektrische mobiliteit gerelateerd aan de diffusiecoëfficiënt van de monstersoort door de volgende vergelijking. Het wordt de Einstein-relatie genoemd.
µ=(q/kT)D
In deze vergelijking is µ de mobiliteit, is q de elektrische lading, is k de Boltzmann-constante, is T de temperatuur van het gas en is D de diffusiecoëfficiënt. Daarom is de mobiliteit, afhankelijk van de gastemperatuur en de elektrische lading van het geladen deeltje, recht evenredig met de diffusiecoëfficiënt.
Verschil tussen mobiliteit en diffusiecoëfficiënt
Het belangrijkste verschil tussen mobiliteit en diffusiecoëfficiënt is dat mobiliteit het vermogen is van een geladen deeltje om te bewegen als gevolg van het effect van een elektrisch veld, terwijl diffusiecoëfficiënt een constante is die de relatie tussen molaire flux en de concentratiegradiënt beschrijft.
De volgende tabel geeft een overzicht van het verschil tussen mobiliteit en diffusiecoëfficiënt voor zij aan zij vergelijking.
Samenvatting – Mobiliteit versus diffusiecoëfficiënt
Mobiliteit en diffusiecoëfficiënt zijn twee verwante chemische termen. Het belangrijkste verschil tussen mobiliteit en diffusiecoëfficiënt is dat mobiliteit het vermogen is van een geladen deeltje om te bewegen als gevolg van het effect van een elektrisch veld, terwijl diffusiecoëfficiënt een constante is die de relatie tussen molaire flux en de concentratiegradiënt beschrijft.
