Kluczowa różnica między ruchliwością jonów a prędkością jonów polega na tym, że ruchliwość jonów określa zdolność jonów do poruszania się w ośrodku, podczas gdy prędkość jonów określa, jak szybko jony poruszają się w ośrodku.
Przewodnictwo elektrolitu wynika z ruchu jonów przez ośrodek elektrolityczny. Nie poruszają się jednak w sposób uporządkowany. Dlatego prędkość tego ruchu różni się w zależności od jonu. Ruch jonów wynika z przyłożonego zewnętrznie pola elektrostatycznego.
Co to jest mobilność jonowa?
Ruchliwość jonów lub ruchliwość elektryczna to zdolność jonów do poruszania się w ośrodku pod wpływem pola elektrycznego. Jony są naładowanymi cząstkami; w ten sposób mają ujemny lub dodatni ładunek elektryczny. Dlatego pole elektryczne może wpływać na ruch tych jonów. Proces rozdzielania jonów w zależności od ich ruchliwości w fazie gazowej nazywamy „spektrometrią ruchliwości jonów”. Co więcej, jeśli dokonujemy tego rozdziału w fazie ciekłej, nazywamy to „elektroforezą”.
Rysunek 1: Spektrometria ruchliwości jonów
Ponadto, w kategoriach matematycznych, możemy zdefiniować ruchliwość jonów jako stosunek prędkości dryfu do wielkości pola elektrycznego. Wygląda to następująco:
μ=vd/E
μ to ruchliwość jonów, podczas gdy Vd to prędkość dryfu jonu, a E to wielkość przyłożonego pola elektrycznego. To równanie dotyczy zarówno fazy gazowej, jak i fazy ciekłej. Jednak pole elektryczne powinno być jednolite w całym medium.
Co to jest prędkość jonowa?
Prędkość jonowa to prędkość uzyskiwana przez jon poruszający się przez ośrodek pod jednostkowym polem elektrycznym. Nazywamy to prędkością dryfu i jest to wartość średnia. Tutaj pole elektryczne musi być jednorodne i może wywierać siłę na poruszającą się naładowaną cząsteczkę. Co więcej, możemy podać tę prędkość jonową w następujący sposób:
Vd=μE
Vd to prędkość jonów, a μ to ruchliwość jonów, podczas gdy E to wielkość zewnętrznego pola elektrycznego. Jednostką miary tej prędkości jest ms-1.
Jaka jest różnica między ruchliwością jonową a prędkością jonową?
Mobilność jonów i prędkość jonów są ściśle powiązanymi pojęciami chemicznymi. Kluczowa różnica między ruchliwością jonów a prędkością jonów polega na tym, że ruchliwość jonów określa zdolność jonów do poruszania się w ośrodku, podczas gdy prędkość jonów określa, jak szybko jony poruszają się w ośrodku. Ponadto inną istotną różnicą między ruchliwością jonów a prędkością jonów jest to, że jednostką miary ruchliwości jonów jest m2 V−1 s −1 gdy jednostką pomiaru prędkości jonowej jest ms−1
Podsumowanie – Mobilność jonowa kontra prędkość jonowa
Jony są naładowanymi cząsteczkami. Istnieją dwie główne formy kationów i anionów. Jednak oba te jony mogą przyczynić się do przewodnictwa elektrolitu. W skrócie, ruchliwość jonów i prędkość jonów to dwa pojęcia chemiczne opisujące ruch tych jonów przez ośrodek. Kluczowa różnica między ruchliwością jonów a prędkością jonów polega na tym, że ruchliwość jonów określa zdolność jonów do poruszania się w ośrodku, podczas gdy prędkość jonów określa, jak szybko jony poruszają się w ośrodku.
