La diferencia clave entre la movilidad y el coeficiente de difusión es que la movilidad es la capacidad de una partícula cargada para moverse debido al efecto de un campo eléctrico, mientras que el coeficiente de difusión es una constante que describe la relación entre el flujo molar y el gradiente de concentración.
La movilidad es la capacidad de las partículas cargadas para moverse a través de un medio como respuesta a un campo eléctrico. El coeficiente de difusión es una constante de proporcionalidad entre el flujo molar (debido a la difusión molecular) y el gradiente de concentración de las especies químicas.
Qué es la movilidad
La movilidad es la capacidad de las partículas cargadas para moverse a través de un medio como respuesta a un campo eléctrico. Este campo eléctrico atrae las partículas cargadas. En este contexto, las partículas cargadas son principalmente electrones o protones. Podemos separar diferentes iones según su movilidad; cuando esta separación se hace en fase gaseosa se llama espectrometría de movilidad iónica, y si es en estado líquido la podemos llamar electroforesis.
Cuando hay una partícula cargada en estado gaseoso o líquido que se produce en un campo eléctrico uniforme, la partícula cargada puede acelerarse a una velocidad que se denomina velocidad de deriva constante. La expresión matemática de la movilidad es la siguiente:
vd=µE
En esta ecuación, vd se refiere a la velocidad de deriva, µ se refiere a la movilidad y E es la magnitud del campo eléctrico. La unidad de medida de vd es m/s, la unidad de medida de µ es m2/V.s, y la unidad de medida de E es V/m. Por lo tanto, la movilidad de las partículas cargadas es la relación entre la velocidad de deriva y la magnitud del campo eléctrico.
Además, la movilidad eléctrica es directamente proporcional a la carga eléctrica neta de la partícula cargada.
¿Qué es el coeficiente de difusión?
El coeficiente de difusión es una constante de proporcionalidad entre el flujo molar (debido a la difusión molecular) y el gradiente de concentración de las especies químicas. Describe la fuerza impulsora de la difusión. Por lo tanto, cuanto mayor sea el coeficiente de difusión, más rápida será la difusión de sustancias. La unidad de medida de este parámetro es m2/s.
Normalmente, el coeficiente de difusión depende de la temperatura. En sólidos, el coeficiente de difusión a diferentes temperaturas se puede calcular utilizando la ecuación de Arrhenius. De manera similar, podemos usar la ecuación de Stokes-Einstein para calcular la dependencia de la temperatura del coeficiente de difusión en líquidos. En los gases, la relación entre el coeficiente de difusión y la temperatura se puede determinar mediante la teoría de Chapman-Enskog.
Relación entre movilidad y coeficiente de difusión
La movilidad y el coeficiente de difusión son términos estrechamente relacionados. Aquí, la movilidad eléctrica está relacionada con el coeficiente de difusión de las especies de muestra a través de la siguiente ecuación. Se llama la relación de Einstein.
µ=(q/kT)D
En esta ecuación, µ es la movilidad, q es la carga eléctrica, k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura del gas y D es el coeficiente de difusión. Por lo tanto, dependiendo de la temperatura del gas y la carga eléctrica de la partícula cargada, la movilidad es directamente proporcional al coeficiente de difusión.
Diferencia entre movilidad y coeficiente de difusión
La diferencia clave entre la movilidad y el coeficiente de difusión es que la movilidad es la capacidad de una partícula cargada para moverse debido al efecto de un campo eléctrico, mientras que el coeficiente de difusión es una constante que describe la relación entre el flujo molar y el gradiente de concentración.
La siguiente tabla resume la diferencia entre la movilidad y el coeficiente de difusión para una comparación lado a lado.
Resumen: movilidad frente a coeficiente de difusión
La movilidad y el coeficiente de difusión son dos términos químicos relacionados. La diferencia clave entre la movilidad y el coeficiente de difusión es que la movilidad es la capacidad de una partícula cargada para moverse debido al efecto de un campo eléctrico, mientras que el coeficiente de difusión es una constante que describe la relación entre el flujo molar y el gradiente de concentración.
