termodiffusione

termodiffusione

termodiffusióne [Comp. di termo- e diffusione] [MCF] Fenomeno, detto anche diffusione termica, consistente nella separazione di una miscela liquida o gassosa nei suoi componenti se v'è un gradiente di temperatura; infatti, per effetto di questo le molecole più pesanti tendono a migrare verso le regioni a temperatura più bassa, mentre le molecole più leggere tendono a concentrarsi nelle regioni a temperatura più alta; poiché il coefficiente di t. (il coefficiente di proporzionalità tra la densità di flusso di materia e il gradiente di temperatura) è molto minore di quello di diffusione molecolare, la t. non interviene in misura apprezzabile nella maggior parte dei fenomeni ove si ha trasporto di materia. La t., prevista teoricamente da D. Enskog (1911) e da S. Chapman (1916), fu verificata sperimentalmente nel 1917 dallo stesso Chapman e da F.W. Dootson, che riuscirono ad apprezzare differenze di concentrazione in miscele H₂-CO e H₂-SO₂ sottoposte a una differenza di temperatura di 190 °C per un periodo di 4 ore. La prima applicazione della t. risale alla fine degli anni '30, quando K. Clusius e G. Dickel riuscirono a separare gli isotopi del cloro costruendo una colonna verticale (colonna di t., o tubo di Clusius, o di Clusius-Dickel) raffreddata esternamente da una camicia d'acqua e contenente internamente un cilindro concentrico riscaldato. Dopo l'esperienza di Clusius e Dickel, la t. è stata oggetto di numerose ricerche sperimentali per verificarne l'applicabilità alla separazione di miscele complesse di componenti caratterizzati da punti di ebollizione molto vicini fra loro e, soprattutto, di miscele di isotopi. Sebbene l'effetto separativo conseguibile con una singola colonna di t. sia piuttosto elevato, la portata di miscela che può essere trattata nella colonna stessa è molto modesta e pertanto è necessario, se è richiesta una produzione apprezzabile, collegare un gran numero di colonne in serie e in parallelo.