Różnica między mobilnością jonową a prędkością jonową

The kluczowa różnica między ruchliwością jonową a prędkością jonową jest to ruchliwość jonowa określa zdolność jonów do poruszania się w ośrodku, podczas gdy prędkość jonowa określa, jak szybko jony poruszają się w ośrodku.

Przewodnictwo elektrolitu powstaje w wyniku ruchu jonów przez ośrodek elektrolityczny. Nie poruszają się jednak w uporządkowany sposób. Dlatego prędkość tego ruchu różni się w zależności od jonu. Ruch jonów jest spowodowany zewnętrznie przyłożonym polem elektrostatycznym.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest mobilność jonowa
3. Co to jest prędkość jonowa
4. Porównanie obok siebie - ruchliwość jonowa vs prędkość jonowa w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest ruchliwość jonowa?

Ruchliwość jonowa lub mobilność elektryczna to zdolność jonów do przemieszczania się w ośrodku pod wpływem pola elektrycznego. Jony są naładowanymi cząsteczkami; mają więc ujemny lub dodatni ładunek elektryczny. Dlatego pole elektryczne może wpływać na ruch tych jonów. Proces oddzielania jonów według ich ruchliwości w fazie gazowej nazywamy „spektrometrią ruchliwości jonów”. Ponadto, jeśli wykonamy to rozdzielenie w fazie ciekłej, nazwiemy to „elektroforezą”.

Rycina 1: Spektrometria ruchliwości jonów

Ponadto, w kategoriach matematycznych, możemy zdefiniować ruchliwość jonową jako stosunek prędkości dryfu do wielkości pola elektrycznego. Jest to następujące:

μ = v_re/MI

μ jest ruchliwością jonową, podczas gdy V_re jest prędkością dryfu jonu, a E jest wielkością przyłożonego pola elektrycznego. To równanie obowiązuje zarówno dla fazy gazowej, jak i ciekłej. Jednak pole elektryczne powinno być równomierne w całym medium.

Co to jest prędkość jonowa?

Prędkość jonowa to prędkość uzyskana przez jon przemieszczający się przez medium pod jednostkowym polem elektrycznym. Nazywamy to jako prędkość znoszenia, i jest to wartość średnia. Tutaj pole elektryczne musi być jednorodne i może wywierać siłę na poruszającą się naładowaną cząsteczkę. Ponadto możemy podać tę prędkość jonową w następujący sposób:

V._re = μE

V._re jest prędkością jonową, a μ jest ruchliwością jonową, natomiast E jest wielkością zewnętrznego pola elektrycznego. Jednostką miary dla tej prędkości jest ms^-1.

Jaka jest różnica między mobilnością jonową a prędkością jonową?

Ruchliwość jonowa i prędkość jonowa to ściśle powiązane pojęcia chemiczne. Kluczowa różnica między ruchliwością jonową a prędkością jonową polega na tym, że ruchliwość jonowa określa zdolność jonów do poruszania się w ośrodku, natomiast prędkość jonowa określa szybkość, z jaką jony poruszają się w ośrodku. Ponadto inną znaczącą różnicą między ruchliwością jonową a prędkością jonową jest to, że jednostką miary ruchliwości jonowej jest m²⁾ V.^-1 s^-1 podczas gdy jednostką miary prędkości jonowej jest ms^-1.

Podsumowanie - Ionic Mobility vs. Ionic Velocity

Jony są naładowanymi cząsteczkami. Istnieją dwie główne formy: kationy i aniony. Oba te jony mogą jednak przyczyniać się do przewodnictwa elektrolitu. W skrócie, ruchliwość jonowa i prędkość jonowa to dwie chemiczne koncepcje opisujące ruch tych jonów przez medium. Kluczowa różnica między ruchliwością jonową a prędkością jonową polega na tym, że ruchliwość jonowa określa zdolność jonów do poruszania się w ośrodku, natomiast prędkość jonowa określa szybkość, z jaką jony poruszają się w ośrodku.

Odniesienie:

1. „Mobilność jonowa i elektroforeza”. Chemistry LibreTexts, National Science Foundation, 26 listopada 2018, dostępny tutaj.
2. Libretexts. „8.9D: Migracja jonowa.” Chemistry LibreTexts, National Science Foundation, 26 listopada 2018, dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Schemat spektrometrii ruchliwości jonów” Jeff Dahl - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia