Diffusionskoeffizient-Rechner
Geben Sie die absolute Temperatur, die dynamische Viskosität der Flüssigkeit und den hydrodynamischen Radius des Teilchens ein. Der Rechner wendet die Stokes-Einstein-Gleichung an, um den Diffusionskoeffizienten in m²/s zu schätzen.
Zuletzt aktualisiert: September 26, 2026
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Stokes-Einstein-Gleichung?
Sie verknüpft den Diffusionskoeffizienten eines kugelförmigen Teilchens mit Temperatur, Viskosität der Flüssigkeit und Teilchenradius: D = kB·T / (6πμr). Sie ergibt sich aus der Kombination von Einsteins Beziehung für die Brownsche Bewegung mit dem Stokesschen Reibungsgesetz für eine Kugel.
Warum rechnet der Rechner Celsius in Kelvin um?
Die Gleichung benötigt die absolute Temperatur, da sie die mittlere thermische Energie der Teilchen widerspiegelt (proportional zu kBT). Die direkte Verwendung von Celsius würde ein falsches Ergebnis liefern.
Was ist der hydrodynamische Radius?
Es ist der effektive Radius einer Kugel, die mit derselben Rate diffundieren würde wie das tatsächliche Teilchen, einschließlich gebundenen Lösungsmittels oder nicht-sphärischer Formeffekte, zusammengefasst in einer einzigen Zahl. Bei einem kompakten, annähernd kugelförmigen Molekül liegt er nahe an seinem physischen Radius.
Wann funktioniert diese Gleichung gut?
Am besten für Teilchen, die deutlich größer sind als die umgebenden Lösungsmittelmoleküle, wie Proteine, Viren oder kolloidale Teilchen, in einer Flüssigkeit, die sich um sie herum wie ein Kontinuum verhält.
Wann ist sie weniger genau?
Bei kleinen Molekülen vergleichbarer Größe wie das Lösungsmittel oder in komplexen oder nicht-newtonschen Flüssigkeiten versagen die Kontinuums- und Kugelteilchen-Annahmen, und die Gleichung wird weniger zuverlässig.
Welche Einheiten verwendet das Ergebnis?
Der Diffusionskoeffizient ergibt sich in m²/s bei SI-Eingaben (Kelvin, Pa·s, Meter). Der Rechner zeigt auch den entsprechenden Wert in cm²/s, eine in der Literatur häufig verwendete Einheit.