termodiffusione

In fisica, separazione, detta anche diffusione termica, di una miscela liquida o gassosa nei suoi componenti tramite applicazione di un gradiente termico, per cui le molecole più pesanti migrano verso regioni fredde e le più leggere si concentrano in regioni calde. Il coefficiente di t. è molto minore di quello di diffusione molecolare e perciò la t. non interviene apprezzabilmente nella maggior parte dei fenomeni con trasporto di materia.

La t., prevista da D. Enskog (1911), fu osservata da S. Chapman e da F.W. Dootson (1917), che apprezzarono differenze di concentrazione in miscele H₂−CO e H₂−SO₂ sottoposte a una differenza di temperatura di circa 200 °C. La prima realizzazione pratica risale alla fine degli anni 1930, quando K. Clusius e G. Dickel separarono gli isotopi del cloro con una colonna verticale (tubo di Clusius, o di Clusius-Dickel) raffreddata esternamente e contenente internamente un filo assiale riscaldato elettricamente. La migrazione molecolare orizzontale dovuta alla t. si accompagnava al moto verticale dovuto alla convezione libera e ciò determinava una notevole concentrazione di molecole leggere sulla sommità della parete calda e di molecole pesanti sul fondo della parete fredda. Sebbene l’effetto separativo di una colonna sia elevato, la portata di miscela trattabile è modesta e perciò per una produzione apprezzabile è necessario collegare molte colonne in serie e in parallelo. Le applicazioni della t. sono soprattutto a livello di laboratorio; un’eccezione fu l’impianto di t. installato durante la Seconda guerra mondiale a Oak Ridge per la separazione in fase liquida degli isotopi di uranio.