分子拡散（読み）ぶんしかくさん

最新 地学事典

ぶんしかくさん
分子拡散

molecular diffusion

溶液や混合気体中の成分濃度が不均一な場合，熱運動などによる分子としての拡散により均一化していく現象。拡散過程を溶媒中の分子の運動として扱えば，拡散係数は，拡散分子の有効な大きさと媒体の粘性率に関係づけられる。拡散速度が大きくなると摩擦力は大きくなり，ある速度で釣り合う。拡散力は溶質1分子当りの自由エネルギー変化で，摩擦力はストークスの法則で，それぞれ記述されるので，釣り合う条件から，－RT/（N_AC）・（dC/dx）＝6πrηdx/dtが得られる。ここで，Rは気体定数，Tは絶対温度，N_Aはアボガドロ数，Cは濃度，rは分子半径，ηは粘性率である。この式とフィックの第一法則から，拡散係数Dは，D＝RT/（6πrN_Aη）であることがわかる。地下水中の物質移動を考える場合，流速が小さいときには，この現象が分散に及ぼす影響が大きい。ふつうは力学的分散に比べて小さい。

執筆者：吉田 尚弘・藤崎 克博

参照項目：力学的分散

出典　平凡社「最新 地学事典」