ההבדל העיקרי בין ניידות למקדם דיפוזיה הוא שניידות היא היכולת של חלקיק טעון לנוע עקב השפעת שדה חשמלי ואילו מקדם דיפוזיה הוא קבוע המתאר את הקשר בין השטף המולארי לבין שיפוע הריכוז.
ניידות היא היכולת של חלקיקים טעונים לנוע בתווך כתגובה לשדה חשמלי. מקדם הדיפוזיה הוא קבוע של פרופורציונליות בין השטף המולארי (עקב דיפוזיה מולקולרית) לבין שיפוע הריכוז של מינים כימיים.
מהי ניידות
ניידות היא היכולת של חלקיקים טעונים לנוע בתווך כתגובה לשדה חשמלי. שדה חשמלי זה מושך את החלקיקים הטעונים. בהקשר זה, חלקיקים טעונים הם בעיקר אלקטרונים או פרוטונים. אנו יכולים להפריד יונים שונים לפי הניידות שלהם; כאשר ההפרדה הזו נעשית בשלב הגז, היא נקראת ספקטרומטריית ניידות יונים, ואם היא במצב נוזלי, נוכל לקרוא לזה אלקטרופורזה.
כאשר יש חלקיק טעון במצב גז או נוזל המתרחש בשדה חשמלי אחיד, ניתן להאיץ את החלקיק הטעון למהירות הנקראת מהירות סחיפה קבועה. הביטוי המתמטי לניידות הוא כדלקמן:
vd=µE
במשוואה זו, vd מתייחס למהירות הסחף, µ מתייחס לניידות ו-E הוא גודל השדה החשמלי.יחידת המידה עבור vd היא m/s, יחידת המידה עבור µ היא m2/V.s, ויחידת המידה עבור E הוא V/m. לכן, הניידות של חלקיקים טעונים היא היחס בין מהירות הסחף לגודל השדה החשמלי.
יתר על כן, ניידות חשמלית עומדת ביחס ישר למטען החשמלי נטו של החלקיק הטעון.
מהו מקדם דיפוזיה?
מקדם הדיפוזיה הוא קבוע של פרופורציונליות בין השטף המולארי (עקב דיפוזיה מולקולרית) לבין שיפוע הריכוז של מינים כימיים. הוא מתאר את הכוח המניע של הדיפוזיה. לכן, ככל שמקדם הדיפוזיה גבוה יותר, כך הדיפוזיה של חומרים מהירה יותר. יחידת המידה של פרמטר זה היא m2/s.
בדרך כלל, מקדם הדיפוזיה תלוי בטמפרטורה. במוצקים, ניתן לחשב את מקדם הדיפוזיה בטמפרטורות שונות באמצעות משוואת Arrhenius.באופן דומה, אנו יכולים להשתמש במשוואת סטוקס-איינשטיין כדי לחשב את תלות הטמפרטורה של מקדם הדיפוזיה בנוזלים. בגזים, ניתן לקבוע את הקשר בין מקדם דיפוזיה לטמפרטורה באמצעות תיאוריית צ'פמן-אנסקוג.
קשר בין ניידות ומקדם פיזור
ניידות ומקדם דיפוזיה הם מונחים הקשורים זה לזה. כאן, ניידות חשמלית קשורה למקדם הדיפוזיה של המינים המדגם באמצעות המשוואה הבאה. זה נקרא יחס איינשטיין.
µ=(q/kT)D
במשוואה זו, µ הוא הניידות, q הוא המטען החשמלי, k הוא קבוע בולצמן, T הוא הטמפרטורה של הגז, ו-D הוא מקדם הדיפוזיה. לכן, בהתאם לטמפרטורת הגז ולמטען החשמלי של החלקיק הטעון, הניידות עומדת ביחס ישר למקדם הדיפוזיה.
הבדל בין ניידות למקדם דיפוזיה
ההבדל העיקרי בין ניידות למקדם דיפוזיה הוא שניידות היא היכולת של חלקיק טעון לנוע עקב השפעת שדה חשמלי ואילו מקדם דיפוזיה הוא קבוע המתאר את הקשר בין השטף המולארי לשיפוע הריכוז.
הטבלה הבאה מסכמת את ההבדל בין ניידות ומקדם דיפוזיה להשוואה זו לצד זו.
סיכום – ניידות לעומת מקדם דיפוזיה
ניידות ומקדם דיפוזיה הם שני מונחים כימיים קשורים. ההבדל העיקרי בין ניידות למקדם דיפוזיה הוא שניידות היא היכולת של חלקיק טעון לנוע עקב השפעת שדה חשמלי בעוד שמקדם הדיפוזיה הוא קבוע שמתאר את הקשר בין השטף המולארי לשיפוע הריכוז.
