ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการเคลื่อนที่และค่าสัมประสิทธิ์การแพร่คือการเคลื่อนที่คือความสามารถของอนุภาคที่มีประจุในการเคลื่อนที่เนื่องจากผลกระทบของสนามไฟฟ้า ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่เป็นค่าคงที่ที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์โมลาร์กับการไล่ระดับความเข้มข้น.
การเคลื่อนที่คือความสามารถของอนุภาคที่มีประจุเพื่อเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางเพื่อตอบสนองต่อสนามไฟฟ้า ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่เป็นค่าคงที่ของสัดส่วนระหว่างฟลักซ์กราม (เนื่องจากการแพร่กระจายของโมเลกุล) และการไล่ระดับความเข้มข้นของสารเคมี
ความคล่องตัวคืออะไร
การเคลื่อนที่คือความสามารถของอนุภาคที่มีประจุเพื่อเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางเพื่อตอบสนองต่อสนามไฟฟ้า สนามไฟฟ้านี้จะดึงอนุภาคที่มีประจุ ในบริบทนี้ อนุภาคที่มีประจุส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอนหรือโปรตอน เราสามารถแยกไอออนที่แตกต่างกันตามความคล่องตัว เมื่อการแยกนี้เสร็จสิ้นในเฟสของแก๊ส จะเรียกว่า ion mobility spectrometry และหากอยู่ในสถานะของเหลว เราสามารถเรียกมันว่าอิเล็กโตรโฟรีซิสได้
เมื่อมีอนุภาคที่มีประจุในสถานะก๊าซหรือของเหลวซึ่งเกิดขึ้นที่สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ อนุภาคที่มีประจุนั้นจะถูกเร่งให้เป็นความเร็วที่เรียกว่าความเร็วดริฟท์คงที่ นิพจน์ทางคณิตศาสตร์สำหรับการเคลื่อนไหวมีดังนี้:
vd=µE
ในสมการนี้ vd หมายถึงความเร็วของการเคลื่อนที่ µ หมายถึงการเคลื่อนที่ และ E คือขนาดของสนามไฟฟ้าหน่วยของการวัดสำหรับ vd คือ m/s หน่วยของการวัดสำหรับ µ คือ m2/V.s และหน่วยของการวัดสำหรับ E คือ V/m ดังนั้นการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุจึงเป็นอัตราส่วนของความเร็วดริฟท์ต่อขนาดของสนามไฟฟ้า
ยิ่งไปกว่านั้น การเคลื่อนที่ทางไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับประจุไฟฟ้าสุทธิของอนุภาคที่มีประจุ
สัมประสิทธิ์การแพร่คืออะไร
ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่เป็นค่าคงที่ของสัดส่วนระหว่างฟลักซ์กราม (เนื่องจากการแพร่กระจายของโมเลกุล) กับการไล่ระดับความเข้มข้นของสารเคมี อธิบายถึงแรงผลักดันของการแพร่กระจาย ดังนั้นยิ่งค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ยิ่งสูง การแพร่ของสารก็จะยิ่งเร็วขึ้น หน่วยวัดของพารามิเตอร์นี้คือ m2/s.
โดยปกติ ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ในของแข็ง ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ที่อุณหภูมิต่างกันสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการอาร์เรเนียสในทำนองเดียวกัน เราสามารถใช้สมการ Stokes-Einstein เพื่อคำนวณการพึ่งพาอุณหภูมิของสัมประสิทธิ์การแพร่ในของเหลว ในก๊าซ ความสัมพันธ์ระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การแพร่และอุณหภูมิสามารถกำหนดได้โดยใช้ทฤษฎีแชปมัน-เอนสโคก
ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนที่และสัมประสิทธิ์การแพร่
สัมประสิทธิ์การเคลื่อนที่และการแพร่กระจายเป็นคำที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด ในที่นี้ การเคลื่อนที่ทางไฟฟ้าสัมพันธ์กับค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของสปีชีส์ตัวอย่างผ่านสมการต่อไปนี้ เรียกว่าความสัมพันธ์แบบไอน์สไตน์
µ=(q/kT)D
ในสมการนี้ µ คือการเคลื่อนที่ q คือประจุไฟฟ้า k คือค่าคงที่ Boltzmann T คืออุณหภูมิของแก๊ส และ D คือค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ ดังนั้น ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของก๊าซและประจุไฟฟ้าของอนุภาคที่มีประจุ การเคลื่อนที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับสัมประสิทธิ์การแพร่
ความแตกต่างระหว่างการเคลื่อนที่และสัมประสิทธิ์การแพร่
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการเคลื่อนที่และค่าสัมประสิทธิ์การแพร่คือการเคลื่อนที่คือความสามารถของอนุภาคที่มีประจุในการเคลื่อนที่เนื่องจากผลกระทบของสนามไฟฟ้า ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่เป็นค่าคงที่ซึ่งอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์กรามและการไล่ระดับความเข้มข้น.
ตารางต่อไปนี้สรุปความแตกต่างระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การเคลื่อนไหวและการแพร่กระจายสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – การเคลื่อนที่เทียบกับสัมประสิทธิ์การแพร่
สัมประสิทธิ์การเคลื่อนที่และการแพร่กระจายเป็นคำศัพท์ทางเคมีที่เกี่ยวข้องกันสองคำ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การเคลื่อนที่และค่าสัมประสิทธิ์การแพร่คือการเคลื่อนที่คือความสามารถของอนุภาคที่มีประจุในการเคลื่อนที่เนื่องจากผลกระทบของสนามไฟฟ้า ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่เป็นค่าคงที่ซึ่งอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์โมลาร์กับการไล่ระดับความเข้มข้น