物质分子扩散能力简介及测定方法

物质的分子扩散系数是指物质的扩散能力，是物质的物理性质之一。不同物质之间的分子扩散系数是通过实验来测定的。表2-5列举在p₀=1.013×10⁵Pa、T₀=273K状态下，某些气体在空气中的分子扩散系数D₀，在其他p、T状态下的扩散系数可用下式换算：

表2-5 气体在空气中的分子扩散系数D0

两种气体A与B之间的分子扩散系数，可用下列半经验公式估算：

式中 T——热力学温度（K）；

p——总压力（Pa）；

M_rA、M_rB——气体A、B的相对分子质量；

V_mA、V_mB——气体A、B在正常沸点时液态摩尔体积（cm³/mol）。

几种常用气体在正常沸点下的液态摩尔体积列于表2-6。(www.xing528.com)

二元混合液体的扩散系数及气体与固体、液体与固体之间的扩散系数，比气体之间的扩散系数要复杂得多，通常用实验来确定。一般气相的分子扩散系数约为液相的10⁵倍，但由于液相分子的含量远大于气相，因此实际上，气相的分子扩散系数只有液相的100倍左右。

表2-6 在正常沸点下的液态摩尔体积

当液相扩散组分为低相对分子质量的非电解质并处在稀溶液中时，其扩散系数可按下式估算：

式中 T——热力学温度（K）；

φ——溶剂的缔合因子，水的φ=2.6，甲醇的φ=1.9，乙醇的φ=1.5，苯、乙醚等非缔合类溶剂的φ=1.0；

M_rB——溶剂B的相对分子质量；

μ——溶液的动力粘度（Pa·s）；

V_mA——组分A在正常沸点下的摩尔体积（cm³/mol），当溶质为水时，V_A=75.6cm³/mol。