
【化】 diffusion control
diffuse; pervasion; proliferate; spread
【计】 scattering
【化】 scatter
【医】 diffuse; diffusion; extensioin; generalization; generalize; irradiation
control; dominate; desist; grasp; hold; manage; master; predominate; rein
rule
【计】 C; control; controls; dominance; gated; gating; governing
【医】 control; dirigation; encraty
【经】 check; command; control; controlling; cost control; dominantion
monitoring; regulate; rig
在汉英词典视角下,"扩散控制"对应的英文术语为diffusion-controlled,指物质传输速率受扩散过程限制的现象或机制。该概念主要应用于物理化学、材料科学及生物化学领域,其核心特征如下:
扩散控制 (diffusion-controlled)
指反应速率或物质传递过程由反应物扩散至作用位点的速度主导,而非由化学反应本身的动力学决定。当扩散速率远低于反应速率时,系统即处于扩散控制状态。
例:溶液中快速化学反应常受扩散控制,因分子碰撞频率受限于其在溶剂中的移动速度。
化学反应动力学
在酶催化反应中,若底物扩散至酶活性中心的速度慢于催化反应速率,则反应为扩散控制(如超氧化物歧化酶的反应)。
数学表征: 扩散控制反应速率常数 ( k_d ) 由Smoluchowski方程描述:
$$ k_d = 4pi (D_A + DB) r{AB} $$
其中 ( D_A, DB ) 为扩散系数,( r{AB} ) 为作用半径。
材料科学
合金相变、薄膜沉积等过程中,原子/分子的扩散速度主导微观结构演变(如奥氏体化扩散控制相变)。
当化学反应本身能垒较高、速率较慢时,系统由反应动力学主导,与扩散控制形成对比。
Atkins, P. W., & De Paula, J. Physical Chemistry (11th ed.). Oxford University Press. "扩散控制反应"定义见第22章。
Fersht, A. Enzyme Structure and Mechanism. W.H. Freeman. 第8章详述酶促反应的扩散控制机制。
Glicksman, M. E. Diffusion in Solids. Wiley. 第5章分析扩散控制的相变模型。
以上内容整合自经典学科教材及专业文献,定义表述符合汉英术语对照规范,并涵盖跨学科应用场景。
扩散控制是指当反应速率由反应物或产物的扩散过程决定时,整个反应的速率受限于物质传输速度的现象。以下是详细解释:
扩散控制通常发生在反应步骤本身非常迅速的情况下,此时反应物分子或离子的扩散速率(即物质从本体溶液传输到反应界面的速度)成为整个反应的瓶颈。例如在电化学中,当电极反应速率远高于离子扩散到电极表面的速度时,电流密度会达到极限值。
扩散控制反应的速率常通过菲克定律(Fick's Law)描述。例如一维稳态扩散的极限电流密度可表示为: $$ i_{text{lim}} = nFDfrac{C_b}{delta} $$ 其中,(n)为电子转移数,(F)为法拉第常数,(D)为扩散系数,(C_b)为本体浓度,(delta)为扩散层厚度。
扩散控制广泛存在于涉及物质传输的化学反应中,其本质是“供不应求”的速率失衡现象。理解扩散控制有助于优化能源设备(如电池)、化工反应器等设计。
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