La diferencia clave entre Knudsen y la difusión molecular es que la difusión Knudsen implica la colisión de moléculas de gas con las paredes de los poros, mientras que la difusión molecular implica el movimiento de moléculas de un sistema a otro según el gradiente de concentración.
La difusión se refiere al movimiento de moléculas (específicamente moléculas de gas) a través de un sistema. Este proceso se puede encontrar en dos tipos: difusión Knudsen y difusión molecular.
¿Qué es Knudsen Diffusion?
La difusión de Knudsen es la difusión que ocurre cuando la longitud de escala de un sistema es comparable o menor que la trayectoria libre media de la partícula involucrada. Este término se usa principalmente en física y química, y recibió su nombre del científico Martin Knudsen.
Al considerar el movimiento (más específicamente, la difusión) de las moléculas de gas a través de poros capilares muy pequeños, si el camino libre medio de las moléculas de gas que se difunden es mayor que el diámetro del poro, entonces eso significa que la densidad de ese gas es muy baja, y las moléculas de gas tienden a chocar con las paredes de los poros en comparación con las colisiones entre las moléculas. Este proceso se denomina difusión de Knudsen o flujo de Knudsen.
Figura 01: Una molécula en un poro cilíndrico durante la difusión de Knudsen
Además, podemos definir el número de Knudsen, que es una buena medida de la importancia relativa de la difusión de Knudsen. Si este número es mayor que 1, significa que la difusión de Knudsen es importante para ese sistema. En la práctica, este número es aplicable solo a los gases. Esto se debe a que el camino libre medio de las moléculas en estado líquido o sólido es muy pequeño.
¿Qué es la difusión molecular?
La difusión es el movimiento de moléculas desde una región de alta concentración a una de baja concentración a través de un gradiente de concentración. Estos movimientos ocurren en la misma solución. Los factores que afectan el gradiente de concentración también afectan la difusión.
Este movimiento termina cuando las concentraciones de las dos regiones se igualan en todos los puntos. Esto significa que este movimiento ocurre hasta que desaparece el gradiente de concentración. Luego, las moléculas se esparcen por todas partes dentro de la solución.
Figura 02: Difusión de iones entre dos sistemas
La velocidad del movimiento de las moléculas a través de la difusión es una función de la temperatura, la viscosidad del gas (o fluido) y el tamaño de las partículas. Por lo general, la difusión molecular describe el flujo neto de moléculas desde una región de alta concentración a una de baja concentración. Al considerar los dos sistemas, A1 y A2, que están a la misma temperatura y son capaces de intercambiar moléculas entre ellos, un cambio en la energía potencial en cualquiera de estos sistemas puede crear un flujo de energía de un sistema al otro (de A1 a A2 o viceversa) ya que cualquier sistema prefiere naturalmente estados de baja energía y alta entropía. Esto crea un estado de difusión molecular.
¿Cuál es la diferencia entre Knudsen y la difusión molecular?
Hay dos tipos de difusión como la difusión de Knudsen y la difusión molecular. La diferencia clave entre Knudsen y la difusión molecular es que la difusión de Knudsen implica la colisión de moléculas de gas con las paredes de los poros, mientras que la difusión molecular implica el movimiento de moléculas de un sistema a otro según el gradiente de concentración.
Resumen: Knudsen frente a difusión molecular
Hay dos tipos de difusión como la difusión de Knudsen y la difusión molecular. La diferencia clave entre Knudsen y la difusión molecular es que la difusión de Knudsen implica la colisión de moléculas de gas con las paredes de los poros, mientras que la difusión molecular implica el movimiento de moléculas de un sistema a otro según el gradiente de concentración.
