A legfontosabb különbség a Knudsen és a molekuláris diffúzió között az, hogy a Knudsen diffúzió során gázmolekulák ütköznek a pórusfalakkal, míg a molekuláris diffúzió során a molekulák az egyik rendszerből a másikba mozognak a koncentrációgradiens szerint.
A diffúzió a molekulák (különösen a gázmolekulák) rendszeren keresztüli mozgására utal. Ennek a folyamatnak két típusa van: Knudsen diffúzió és molekuláris diffúzió.
Mi az a Knudsen diffúzió?
Knudsen diffúzió az a diffúzió, amely akkor következik be, amikor egy rendszer skálahossza összemérhető vagy kisebb, mint az érintett részecske átlagos szabad útja. Ezt a kifejezést főleg a fizikában és a kémiában használják, és Martin Knudsen tudósról kapta a nevét.
Ha figyelembe vesszük a gázmolekulák mozgását (pontosabban diffúzióját) nagyon apró kapilláris pórusokon keresztül, ha a diffundáló gázmolekulák átlagos szabad útja nagyobb, mint a pórusátmérő, akkor ez a gáz sűrűségét jelenti. nagyon alacsony, és a gázmolekulák hajlamosak ütközni a pórusfalakkal a molekulák közötti ütközésekhez képest. Ezt a folyamatot Knudsen diffúziónak vagy Knudsen-áramlásnak nevezik.
01. ábra: Molekula egy hengerpórusban a Knudsen diffúzió során
Emellett definiálhatjuk a Knudsen-számot is, amely jól méri a Knudsen-diffúzió relatív jelentőségét. Ha ez a szám nagyobb, mint 1, az azt jelenti, hogy a Knudsen diffúzió fontos az adott rendszer számára. Gyakorlatilag ez a szám csak gázokra vonatkozik. Ennek az az oka, hogy a folyékony vagy szilárd halmazállapotú molekulák átlagos szabad útja nagyon kicsi.
Mi a molekuláris diffúzió?
A diffúzió a molekulák mozgása egy nagy koncentrációjú területről egy alacsony koncentrációjú területre koncentrációgradiensen keresztül. Ezek a mozgások ugyanabban a megoldásban történnek. A koncentráció gradienst befolyásoló tényezők a diffúziót is befolyásolják.
Ez a mozgás akkor fejeződik be, ha a két régió koncentrációja minden pontban egyenlő lesz. Ez azt jelenti, hogy ez a mozgás addig történik, amíg a koncentráció gradiens el nem tűnik. Ezután a molekulák mindenhol elterjedtek az oldatban.
02. ábra: Ionok diffúziója két rendszer között
A molekulák diffúzión keresztüli mozgásának sebessége a hőmérséklet, a gáz (vagy folyadék) viszkozitása és a részecskeméret függvénye. A molekuláris diffúzió általában a molekulák nettó fluxusát írja le egy nagy koncentrációjú régióból egy alacsony koncentrációba. Ha figyelembe vesszük a két rendszert, az A1-et és az A2-t, amelyek azonos hőmérsékletűek és képesek molekulákat cserélni közöttük, a potenciális energia változása e rendszerek bármelyikében energiaáramlást idézhet elő az egyik rendszerből a másikba (A1-ből). A2-re vagy fordítva), mivel minden rendszer természetesen az alacsony energiájú és a nagy entrópiájú állapotokat részesíti előnyben. Ez létrehozza a molekuláris diffúzió állapotát.
Mi a különbség a Knudsen és a molekuláris diffúzió között?
Kétféle diffúzió létezik: Knudsen diffúzió és molekuláris diffúzió. A legfontosabb különbség a Knudsen és a molekuláris diffúzió között az, hogy a Knudsen diffúzió során gázmolekulák ütköznek pórusfalakkal, míg a molekuláris diffúzió a molekulák egyik rendszerből a másikba való mozgását foglalja magában a koncentrációgradiens szerint.
Összefoglaló – Knudsen vs molekuláris diffúzió
Kétféle diffúzió létezik: Knudsen diffúzió és molekuláris diffúzió. A legfontosabb különbség a Knudsen és a molekuláris diffúzió között az, hogy a Knudsen diffúzió során gázmolekulák ütköznek pórusfalakkal, míg a molekuláris diffúzió a molekulák egyik rendszerből a másikba való mozgását foglalja magában a koncentrációgradiens szerint.
