Fick`s 1 Law (픽의 1법칙)

소개

픽의 법칙에 대해 변수, 구조, 확산방법 등을 소개
용액 속에서 용질의 확산이 일어나는 방향에 수직인 단위 넓이를 통하여 단위 시간에 확산하는 용질의 양은 그 장소에서의 농도의 기울기에 비례한다는 법

목차

변수들
확산속도에 영향을 미치는 요소를 살펴보면,

본문내용

용액 속에서 용질의 확산이 일어나는 방향에 수직인 단위 넓이를 통하여 단위 시간에 확산하는 용질의 양은 그 장소에서의 농도의 기울기에 비례한다는 법칙.
[출처] 법칙 종류 와 법칙 의 뜻|작성자 체이서
확산이란 기체분자나 원자, 고체/액체 상태를 구성하는 원자가 화학 포텐셜(chemical potential)차이에 의해 화학적 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 구성입자가 이동하는 현상을 말한다. 그런데, 대부분의 경우, 화학 포텐셜은 농도에 비례한다. 즉 대부분의 경우에는 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 확산을 하게 된다는 것이다. 이러한 경우에, 농도구배(dC/dx)에 따른 확산 flux를 예상하는 법칙이 Fick의 법칙이다. 1차원인 경우, 제 1법칙은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
J는 단위 시간당 단위 면적을 지나는 원자의 수를 나타내는 flux이며, DB는 B원자의 확산계수, C는 농도, x는 방향, dC/dx는 x 방향으로의 농도변화율을 나타낸 다. 이 식은 정상상태의 경우에만 적용할 수 있다. 정상상태란 시간에 따른 농도의 변화율 dC/dt=0인 상태를 말한다. 이 식으로부터 정상상태에서 flux



2) 확산입자의 크기 및 종류 : 기체의 경우, 앞에서 살펴본 바와 같이, v=√(3kT/m)으로부터, 질량이 클수록 기체분자의 평균속도가 감소하여, 확산계수가 작아질 것임을 예상할 수 있다. 고체내 확산의 경우에는 확산입자의 크기에 따라 확산방식이 달라진다. 확산입자의 크기가 본래 고체원자의 크기와 비슷한 경우에는 치환형 확산이 일어나게 되고, 그보다 훨씬 작은 경우에는, 침입형 확산이 일어나게 된다. 그런데, 치환형 확산의 경우에는 이웃하는 원자배열을 변형 시키는 것 이외에도, 이웃하는 원자를 쳐서 빈 공간을 만들어야 하기 때문에, 침입형 확산에 비해 확산속도가 느리다. 확산입자의 크기 및 종류에 따라, 매질 내에서 확산에 필요한 활성화 에너지도 서로 다른 값들을 가지게 된다. 같은 조건이라면, 활성화 에너지가 작은 쪽이, 확산계수가 더 큰 값을 가지게 된다.
3) 확산방법 : 침입형/치환형 등의 방식에 따라 다를 수 있다.
4) 매질의 결정구조 : 확산입자가 확산해가는 매질의 결정구조에 따라, 확산계수가 달라질 수 있다. 매질원자의 배열방식에

참고자료

· FICK의 확산법칙 및 변수들|작성자 아라레짱