Ključna razlika između Knudsenove i molekularne difuzije je u tome što Knudsenova difuzija uključuje sudar molekula plina sa stijenkama pora, dok molekularna difuzija uključuje kretanje molekula iz jednog sustava u drugi u skladu s gradijentom koncentracije.
Difuzija se odnosi na kretanje molekula (posebno molekula plina) kroz sustav. Ovaj proces se može naći u dvije vrste: Knudsenova difuzija i molekularna difuzija.
Što je Knudsenova difuzija?
Knudsenova difuzija je difuzija koja se događa kada je duljina sustava usporediva ili manja od srednjeg slobodnog puta uključene čestice. Ovaj se pojam koristi uglavnom u fizici i kemiji, a ime je dobio po znanstveniku Martinu Knudsenu.
Kada se uzme u obzir kretanje (točnije, difuzija) molekula plina kroz vrlo sitne kapilarne pore, ako je srednji slobodni put molekula plina koji difuzira veći od promjera pora, onda to znači gustoću tog plina je vrlo nizak, a molekule plina imaju tendenciju sudaranja sa stijenkama pora u usporedbi sa sudarima između molekula. Taj se proces naziva Knudsenova difuzija ili Knudsenov tok.
Slika 01: Molekula u pori cilindra tijekom Knudsenove difuzije
Dodatno, možemo definirati Knudsenov broj, koji je dobra mjera relativnog značaja Knudsenove difuzije. Ako je taj broj veći od 1, to znači da je Knudsenova difuzija važna za taj sustav. Praktično, ovaj broj je primjenjiv samo na plinove. To je zato što je srednji slobodni put molekula u tekućem ili čvrstom stanju vrlo mali.
Što je molekularna difuzija?
Difuzija je kretanje molekula iz područja visoke koncentracije u područje niske koncentracije putem koncentracijskog gradijenta. Ova kretanja se javljaju u istoj otopini. Čimbenici koji utječu na gradijent koncentracije utječu i na difuziju.
Ovo gibanje prestaje kada koncentracije dviju regija postanu jednake u svakoj točki. To znači da se to gibanje događa sve dok koncentracijski gradijent ne nestane. Zatim se molekule šire posvuda unutar otopine.
Slika 02: Difuzija iona između dva sustava
Brzina kretanja molekula kroz difuziju je funkcija temperature, viskoznosti plina (ili tekućine) i veličine čestica. Obično molekularna difuzija opisuje neto tok molekula iz područja visoke koncentracije u područje niske koncentracije. Kada se razmatraju dva sustava, A1 i A2, koji su na istoj temperaturi i sposobni su izmjenjivati molekule između sebe, promjena potencijalne energije u bilo kojem od ovih sustava može stvoriti protok energije iz jednog sustava u drugi (iz A1 na A2 ili obrnuto) budući da svaki sustav prirodno preferira stanja niske energije i visoke entropije. Ovo stvara stanje molekularne difuzije.
Koja je razlika između Knudsenove i molekularne difuzije?
Postoje dvije vrste difuzije kao Knudsenova difuzija i molekularna difuzija. Ključna razlika između Knudsenove i molekularne difuzije je u tome što Knudsenova difuzija uključuje sudar molekula plina sa stijenkama pora, dok molekularna difuzija uključuje kretanje molekula iz jednog sustava u drugi u skladu s gradijentom koncentracije.
Sažetak – Knudsen protiv molekularne difuzije
Postoje dvije vrste difuzije kao Knudsenova difuzija i molekularna difuzija. Ključna razlika između Knudsenove i molekularne difuzije je u tome što Knudsenova difuzija uključuje sudar molekula plina sa stijenkama pora, dok molekularna difuzija uključuje kretanje molekula iz jednog sustava u drugi u skladu s gradijentom koncentracije.
