扩散系数计算

扩散系数费克定律中的扩散系数D代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 单位浓度梯度下的扩散通量，它表达某个组分在介质中扩散的快慢，是物质的一种传递性质。一、气体中的扩散系数一52,气体中的扩散系数与系统、温度和压力有关，其量级为10m/s。通常对于二元气体A、B的相互扩散，A在B中的扩散系数和B在A中的扩散系数相等，因此可略去下标而用同一符号D表示，即DabDbaD。5.表7—1给出了某些二元气体在常压下(1.01310Pa)的扩散系数。对于二元气体扩散系数的估算，通常用较简单的由富勒(Fuller)等提出的公式：0.0101T1.75]——IMaMbTOC\o"1-5"\h\z1/31/32P[(Va)(Vb)](7-19)2.式中，D—A、B二兀气体的扩散系数，m/s；P—气体的总压，Pa;T—气体的温度，K；Ma、Mb_组分a、B的摩尔质量，kg/kmol;VaVb3、—组分A、B分子扩散体积，cm/mol。一般有机化合物可按分子式由表7-2查相应的原子扩散体积加和得到，某些简单物质则在表7—2种直接列出。5.表7—1某些二元气体在常压下(1.01310Pa)的扩散系数系统温度/K扩散系数-52/(10m/s)系统温度/K扩散系数/(10-5m/s)H2—空气273甲醇一空气273He—空气317乙醇一空气273Q—空气273止」‘醇—空气273C12—空气273苯—空气298空气273甲醇一空气298298H—CO273332hb-CO273NH—空气273吨一N2273C。—空气273294298H—NH298SQ—空气293He—Ar298表7-2原子扩散体积和分子扩散体积原子扩散体积v/(cm3/mo1)分子扩散体积2v/(cm3/mo1)原子扩散体积v/(cm3/mo1)分子扩散体积2v/(cm3/mo1)CHeSCOHNeCOOArN2ONKrNH方香族环XeH2O杂环SF6FDC12CLN2Br2BrQSOI空气注：已列出分子扩散体积的，以后者为准。式7—19的相对误差一般小于10%。二、液体中的扩散系数由于液体中的分子要比气体中的分子密集得多，因此也体的扩散系数要比气体的小得92多，其量级为109m2/s。表7—3给出了某些溶质在液体溶剂中的扩散系数。AB7.41015(Mb)TTVa0.6“2/m/s(7-21)表7-3溶质在液体溶剂中的扩散系数（溶质浓度很低）溶质溶剂温度/K扩散系数-92/(10m/s)溶质溶剂温度/K扩散系数-92/(10m/s)NH水285乙酸水298288丙酸水298Q水291HCl(9kmol/m3)水283298而283CO水298苯甲酸水298H2水298内酮水298甲醇水288乙酸苯298乙醇水283乙醇285298水乙醇298止丙醇水288KCl水298甲酸水298KCl1,2—乙二醇298乙酸水283对于很稀的非电解质溶液（溶质A+溶剂B），其扩散系数常用Wilke-Chang公式估算:式中，Dab—溶质a在溶剂B中的扩散系数（也称无限稀释扩散系数），m2/s；T—溶液的温度，K;—溶剂B的粘度，Pa.s；Mb—溶剂b的摩尔质量，kg/kmol；-溶剂的缔合参数，具体值为：水；甲醇；乙醇；苯、乙醍等不缔合的溶剂为；Va—溶质A在正常沸点下白^分子体积，cm3/mol,由正常沸点下的液体密度来计算。1.048一一若缺乏此密度数据，则可采用Tyn-Calus方法估算：V0.285Vc，其中Vc为物质的临3界体积（属于基本物性），单位为cm/mol,见表7—4。表7-4常见物质的临界体积Vc物质VC/(cm3/mol)物质VC/(cm3/mo1)物质VC/(cm3/mo1)甲烷CH4氯仿CHC13氨NH3乙烷C2H6甲醇CH40118氮气N2丙烷C3H8203乙醇C2H60一氧化氮NO止」'烷C4H10255止丙醇C3H0219二氧化氮NO2正己烷C6H14370异丙醇C3H0220氧化二氮N2O乙烯C2H4内酮C3H60209二氧化硫S02丙烯C3H6181甲乙酮C4H8O267三氧化硫SO3氯乙烯C2H3C1169乙酸C2HO171氯化氢HC1乙快C2H2乙酸乙酯QHb0286氢气H2笨C6H6259氯C14硫化氢H2s甲苯C7Hs316澳Br2一氧化碳CO氯苯C6H5C1308碘I2155二氧化碳CO2环己烷C6H12308氧气02二硫化碳CS2160四氯化碳CC14臭氧03水H2O从（7—21）可见，溶质A在溶剂B中的扩散系数Dab与溶质B在溶质A中的扩散系数DBA不相等，这一点与气体扩散系数的特性明显不同，需引起注意。对给定的系统，可由温度Ti下的扩散系数D1推算丁2下的D2（要求Ti和丁2相差不大），如下:D2Di(鲁T1(7-22)三、生物物质的扩散系数表7-5给出了一些生物溶质在水溶液中的扩散系数。3，积小于500cm/mol时，可用式（7—21）;否则，宜用式（7—23）（Polson方法），DAB___15_9.4010T(Ma)"3(7-23)溶质温度/0c扩散系数（m/s）摩尔质量/（kg/kmol）wr20-91.20X1025-9X10甘油20_-9X10甘氨酸25X10-9辛酸钠25X10-10牛血清清蛋白25X10-1167500尿素酶25_-11X1048270020--11X10大豆蛋白20--11X10361800脂（肪）氧合酶20X10-1197400人血纤维蛋白原20--11X10339700人血清清蛋白20--11X1072300丫-球蛋白（人）20X10-11153100肌酸酎37X10-9蔗糖37--9X1020_-9X10对于水溶液中生物溶质扩散系数的估算，当溶质相对于分子质量小于1000或其分子体表7—5生物溶质在水溶液中的扩散系数其中，一铭基的粘度，Pas；MA—生物溶质的摩尔质量。四、四、固体中的扩散系数表7—6给出了某些物质在固体中的扩散系数。对于气体在固体中的扩散，一般是用渗透率PM（permeability）来代替扩散系数D,两者间的关系为其中，S为气体溶质A在固相中的溶解度，SCa/Pa,单位为m3溶质（ 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状态）/（m3固体.atm）。表7—6固体中的扩散系数和渗透率溶质A固体Bt/kDAB/(m2/s)一、*.、*溶解度S.一.**渗透率Pm硫化橡胶298X10-9-10X10O2298X10-9-10X10Nk298-9X10-10X10CO硫化氯丁橡胶290--9X10-10X10300X10-9Hk聚乙烯298X10-12Q303-12X10Nb303X10-12O2303X10-12Nb303X10-12HbO蜡306X10-10HbFe293X10-13AlCu293X10-34*S的单位：m3溶质（标准状态）/（m3固体？atm）;**Pm的单位：m溶质（标准状态）/（s?m2?atm/m）。