
【化】 equimolar counter diffusion
等摩尔逆向扩散(Equimolar Counter-Diffusion)是传质过程中的核心概念,指两种或多种物质在扩散过程中以相等的摩尔通量沿相反方向迁移的现象。该机制常见于气相或液相系统中,满足菲克第一定律的稳态条件,即扩散方向的总摩尔浓度梯度为零。
从分子动力学角度分析,当系统内不同组分的分压差或浓度差形成时,高浓度区域的分子会自发向低浓度区域扩散。在等摩尔条件下,各组分扩散速率严格匹配,净物质传递量保持动态平衡。例如,在精馏塔的恒摩尔流假设中,气相上升与液相下降的物质交换即符合此规律。
该理论在化工分离工程中有重要应用价值:
权威文献推荐参考美国化学工程师协会(AIChE)发布的《扩散传质标准计算方法》,其中第3.4节对此有严格数学推导。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)金皮书也将该术语收录为推荐化学术语(术语编号:MT-05632)。
等摩尔逆向扩散(Equimolar Counterdiffusion)是传质过程中的一种特殊扩散现象,常见于双组分混合物系统。以下是详细解释:
等摩尔逆向扩散指两种组分(如A和B)在无化学反应的稳态条件下,以相等的摩尔通量进行方向相反的扩散。此时,A组分的扩散通量((N_A))与B组分的扩散通量((N_B))满足关系:
$$
N_A = -N_B
$$
该现象通常发生在系统总压或总浓度保持恒定的情况下,且无净物质流动(即物质净通量为零)。
等摩尔逆向扩散与单向扩散(如组分A通过静止组分B的扩散)的关键区别在于:
在一维稳态条件下,扩散方程简化为:
$$
frac{d C_A}{dz} = 0
$$
表明浓度梯度为常数,通量 (N_A) 沿传递方向保持不变。
等摩尔逆向扩散是双组分系统中对称扩散的典型模式,其核心特征是两组分通量相等且反向,适用于总压/浓度恒定的稳态传质分析。如需进一步了解实际案例或公式推导,可参考化工传质教材或相关文献。
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