Difüzyon sabitinin ölçülmesi
Difüzyon sabitinin ölçülmesi için yaygın olarak kullanılan iki yöntem vardır.
1. Serbest sınır yöntemiyle difüzyon katsayılarının ölçülmesi (Free Boundary Methods)
[değiştir | kaynağı değiştir]Bu metot uzaklığa bağlı konsantrasyon değişiminin ölçülerek dc/dx hız eğiminin hesaplanması ilkesine dayanır.
Konsantrasyon değişimleri, incelenen sıvıya göre UV spektrometresi, kolon kromatografisi ya da elektroforez gibi uygun bir yöntemle izlenir. Homojen dağılım yapan bir sıvı için x uzaklığına göre konsantrasyon değişimi normal dağılış gösterir. Bununla ilgili olarak gerekli bağıntı:
Burada C0, başlangıç konsantrasyonunu göstermektedir.
Varyansın hesaplanmasında kullanılan matematiksel ifadelerden yararlanılarak 2Dt = σ2 kabulü yapılabilir. Varyansın hesaplanması için σ2 = 1/n ∑(x-x')2 bağıntısı kullanılır ve bir önceki kabulden yararlanarak yukarıdaki eşitlikte yerine koyulur. Böylece difüzyon sabiti hesaplanabilir.
- Düzenek termostat olmalıdır.
- Mekanik titreşim olmamalıdır.
2. Gözenekli tıkaç yöntemi (Porous plug method)
[değiştir | kaynağı değiştir]Bu yöntem 1. Fick Kanununun(Fick's laws of diffusion) uygulaması şeklindedir.
Burada,
A gözeneklerin kesit alanı,
l gözeneklerin uzunluğudur.
Buna göre difüzyon sabiti D sadece c1 ve c2 konsantrasyonlarına bağlı olarak ölçülebilir. Ölçülmesi gereken değer sadece dm/dt zamana göre kütle değişimidir.
- Gözenekler absorpsiyon yapmamalıdır. Aksi halde çok yanlış sonuçlar çıkabilir.
Kaynakça
[değiştir | kaynağı değiştir]- Fizikokimya, Mustafa CEBE (Sayfa 472-474)
- Difüzyon Katsayısı, Çağdaş AKSOY (Fizikokimya ders sunumu)