
【化】 equimolar counter diffusion
等摩爾逆向擴散(Equimolar Counter-Diffusion)是傳質過程中的核心概念,指兩種或多種物質在擴散過程中以相等的摩爾通量沿相反方向遷移的現象。該機制常見于氣相或液相系統中,滿足菲克第一定律的穩态條件,即擴散方向的總摩爾濃度梯度為零。
從分子動力學角度分析,當系統内不同組分的分壓差或濃度差形成時,高濃度區域的分子會自發向低濃度區域擴散。在等摩爾條件下,各組分擴散速率嚴格匹配,淨物質傳遞量保持動态平衡。例如,在精餾塔的恒摩爾流假設中,氣相上升與液相下降的物質交換即符合此規律。
該理論在化工分離工程中有重要應用價值:
權威文獻推薦參考美國化學工程師協會(AIChE)發布的《擴散傳質标準計算方法》,其中第3.4節對此有嚴格數學推導。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)金皮書也将該術語收錄為推薦化學術語(術語編號:MT-05632)。
等摩爾逆向擴散(Equimolar Counterdiffusion)是傳質過程中的一種特殊擴散現象,常見于雙組分混合物系統。以下是詳細解釋:
等摩爾逆向擴散指兩種組分(如A和B)在無化學反應的穩态條件下,以相等的摩爾通量進行方向相反的擴散。此時,A組分的擴散通量((N_A))與B組分的擴散通量((N_B))滿足關系:
$$
N_A = -N_B
$$
該現象通常發生在系統總壓或總濃度保持恒定的情況下,且無淨物質流動(即物質淨通量為零)。
等摩爾逆向擴散與單向擴散(如組分A通過靜止組分B的擴散)的關鍵區别在于:
在一維穩态條件下,擴散方程簡化為:
$$
frac{d C_A}{dz} = 0
$$
表明濃度梯度為常數,通量 (N_A) 沿傳遞方向保持不變。
等摩爾逆向擴散是雙組分系統中對稱擴散的典型模式,其核心特征是兩組分通量相等且反向,適用于總壓/濃度恒定的穩态傳質分析。如需進一步了解實際案例或公式推導,可參考化工傳質教材或相關文獻。
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