Difusión molecular

En una fase con temperatura uniforme, sin fuerzas netas externas que actúen sobre las partículas, el proceso de difusión eventualmente resultará en una mezcla completa.

Debido a que la difusión química es un proceso de transporte neto, el sistema en el que tiene lugar no es un sistema de equilibrio (es decir, aún no está en reposo).

Sin embargo, a veces se producen los llamados estados cuasi estacionarios, donde el proceso de difusión no cambia con el tiempo, donde los resultados clásicos pueden aplicarse localmente.

Como sugiere su nombre, este proceso no es un verdadero equilibrio, ya que el sistema aún está evolucionando.

Las partículas pueden diseminarse por difusión, pero no se reordenarán espontáneamente (sin cambios en el sistema, suponiendo que no se crean nuevos enlaces químicos y ausentes fuerzas externas que actúan sobre la partícula).

Se pueden considerar dos compartimentos adyacentes separados por una partición, que contienen gases puros A o B.

Al mismo tiempo, las moléculas de B se difunden hacia los regímenes que antes ocupaban los puros A.

Esta variación, expresada matemáticamente como -dCA / dx, donde CA es la concentración de A.

Esta ecuación básica se aplica a una serie de situaciones.

Como no hay diferencia en la presión total a través del elemento (no hay flujo en masa), tenemos Para un gas ideal, la presión parcial está relacionada con la concentración molar por la relación donde nA es el número de moles de gas A en un volumen V.

Del mismo modo, Teniendo en cuenta que dPA / dx = -dPB / dx, por lo tanto, demuestra que DAB = DBA = D. Si la presión parcial de A en x1 es PA1 y x2 es PA2 , la integración de la ecuación anterior, Se puede derivar una ecuación similar para la contradifusión del gas B.