Rozdiel medzi iónovou mobilitou a iónovou rýchlosťou

kľúčový rozdiel medzi iónovou mobilitou a iónovou rýchlosťou je to iónová mobilita definuje schopnosť iónov pohybovať sa cez médium, zatiaľ čo iónová rýchlosť definuje, ako rýchlo sa ióny pohybujú cez médium.

Vodivosť elektrolytu vzniká pohybom iónov elektrolytickým médiom. Nehýbajú sa však dobre usporiadaným spôsobom. Preto je rýchlosť tohto pohybu odlišná od jedného iónu k druhému. Pohyb iónov je spôsobený externe aplikovaným elektrostatickým poľom.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je iónová mobilita
3. Čo je iontová rýchlosť
4. Porovnanie bok po boku - iónová mobilita vs iónová rýchlosť v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je iónová mobilita?

Iónová mobilita alebo elektrická mobilita je schopnosť iónov pohybovať sa prostredníctvom média po pôsobení elektrického poľa. Ióny sú nabité častice; majú teda buď záporný alebo kladný elektrický náboj. Preto môže elektrické pole ovplyvniť pohyb týchto iónov. Proces separácie iónov podľa ich mobility v plynnej fáze nazývame „iónová mobilná spektrometria“. Navyše, ak urobíme toto oddelenie v kvapalnej fáze, hovoríme tomu „elektroforéza“.

Obrázok 1: Spektrometria iónovej mobility

Ďalej, z matematického hľadiska, môžeme definovať iónovú mobilitu ako pomer rýchlosti unášania k veľkosti elektrického poľa. Je to nasledovné:

μ = v_d/ E

μ je iónová mobilita, zatiaľ čo V_d je driftová rýchlosť iónu a E je veľkosť použitého elektrického poľa. Táto rovnica platí pre plynnú alebo kvapalnú fázu. Elektrické pole by však malo byť v celom médiu rovnaké.

Čo je iontová rýchlosť?

Iónová rýchlosť je rýchlosť získaná iónom pohybujúcim sa cez médium pod jednotkovým elektrickým poľom. Nazývame to ako rýchlosť driftu, a je to priemerná hodnota. Tu musí byť elektrické pole rovnomerné a môže pôsobiť silou na pohybujúce sa nabité častice. Okrem toho môžeme túto iónovú rýchlosť dať takto:

V_d = μE

V_d je iónová rýchlosť a μ je iónová mobilita, zatiaľ čo E je veľkosť vonkajšieho elektrického poľa. Mernou jednotkou pre túto rýchlosť je ms^-1.

Aký je rozdiel medzi iónovou mobilitou a iónovou rýchlosťou?

Iónová mobilita a iónová rýchlosť sú vysoko príbuzné chemické koncepcie. Kľúčový rozdiel medzi iónovou pohyblivosťou a iónovou rýchlosťou je v tom, že iónová mobilita definuje schopnosť iónov pohybovať sa cez médium, zatiaľ čo iónová rýchlosť definuje, ako rýchlo sa ióny pohybujú cez médium. Okrem toho je ďalším významným rozdielom medzi iónovou pohyblivosťou a iónovou rýchlosťou to, že jednotka merania iónovej mobility je m² V^-1 s^-1 zatiaľ čo jednotka merania iónovej rýchlosti je ms^-1.

Zhrnutie - Ionic Mobility vs Ionic Velocity

Ióny sú nabité častice. Existujú dve hlavné formy ako katióny a anióny. Obidva tieto ióny však môžu prispievať k vodivosti elektrolytu. Stručne povedané, iónová mobilita a iónová rýchlosť sú dva chemické pojmy, ktoré opisujú pohyb týchto iónov prostredím. Kľúčový rozdiel medzi iónovou pohyblivosťou a iónovou rýchlosťou je v tom, že iónová mobilita definuje schopnosť iónov pohybovať sa cez médium, zatiaľ čo iónová rýchlosť definuje, ako rýchlo sa ióny pohybujú cez médium.

referencie:

1. „Iónová mobilita a elektroforéza.“ Chemistry LibreTexts, National Science Foundation, 26. november 2018, k dispozícii tu.
2. Libretexty. „8.9D: Iónová migrácia.“ Chemistry LibreTexts, National Science Foundation, 26. november 2018, k dispozícii tu.

S láskavým dovolením:

1. „Schéma iónovej mobility spektrometrie“ Jeff Dahl - vlastná práca (CC BY-SA 3.0) cez Commons Wikimedia