Efek Soret Menjelaskan Mengapa Gradien Suhu Dapat Memisahkan Campuran

Dalam campuran yang memiliki bagian panas dan dingin, komponen tidak selalu tetap tersebar merata. Perbedaan suhu dapat memicu perpindahan massa sehingga konsentrasi berubah sepanjang gradien; fenomena ini disebut termodifusi atau efek Ludwig–Soret.

Pada campuran biner, respons sering diringkas dengan koefisien Soret. Tanda dan besar koefisien membantu menunjukkan arah serta kuatnya pemisahan, tetapi nilainya bergantung pada komposisi, suhu, tekanan, ukuran partikel, muatan, dan interaksi antarmolekul.

Eksperimen DLR yang terbit di Physical Review B pada 15 Februari 2023 mengukur efek ini dalam paduan cair aluminium–perak menggunakan radiografi sinar-X. Peneliti mendapatkan koefisien Soret sekitar 0,9 plus-minus 0,3 kali 10 pangkat minus tiga per kelvin, dengan atom perak bergerak menuju sisi dingin sampel.

Hasil pada satu paduan tidak dapat dipakai sebagai aturan universal. Penelitian pada cairan nonpolar, larutan ionik, koloid, DNA, dan campuran multikomponen menunjukkan bahwa mekanisme mikroskopik serta arah perpindahan dapat berbeda.

Efek Soret relevan bagi pemurnian bahan, eksperimen mikrofluida, proses geofisika, dan pemahaman perilaku campuran dalam gravitasi rendah. Dalam praktik, peneliti perlu memisahkan pengaruh termodifusi dari konveksi biasa agar perubahan konsentrasi tidak salah ditafsirkan.

Foto pendamping memperlihatkan sistem MaRVIn-TABOOS di Microgravity Glovebox Stasiun Luar Angkasa Internasional pada 7 November 2024. Eksperimen NASA ini mengamati gerak partikel dari bagian panas menuju bagian dingin fluida dan bukan susunan eksperimen paduan aluminium–perak tahun 2023.

Sumber: A. T. Krüger, E. Sondermann, dan A. Meyer, “Measurement of the Soret coefficient in liquid Al-Ag alloys using x-ray radiography”, Physical Review B 107, 064301, 15 Februari 2023, https://doi.org/10.1103/PhysRevB.107.064301 ; K. I. Morozov, “Soret effect in molecular mixtures”, Physical Review E 79, 031204, 2009, https://doi.org/10.1103/PhysRevE.79.031204 ; NASA, “MaRVIn-TABOOS”, https://science.nasa.gov/biological-physical/investigations/marvin-taboos/ ; Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Iss072e146341_(11-7-2024)_---_The_MaRVIn_system_is_shown_in_the_Microgravity_Glovebox_(MSG)_facility_aboard_the_International_Space_Station_(ISS)_for_the_Microgravity_Research_for_Versatile_Investigations-Thermophoreti.jpg

Catatan editorial: Artikel ini adalah artikel sains, bukan berita terbaru. Angka eksperimen dipertahankan dengan konteks bahan dan ketidakpastiannya. Foto domain publik diubah ukuran dan dikonversi ke JPEG tanpa pemotongan.