ما هو تأثير درجة الحرارة على عملية الانتشار؟

تعرف على تأثير درجة الحرارة على عملية الانتشار لفهم كيفية تسريع العملية وكيفية زيادة معدل معظم التفاعلات الكيميائية. الانتشار هو عملية تصبح من خلالها مجموعة مركزة من الجزيئات أقل تركيزًا تدريجيًا ، إما عن طريق الاختلاط مع الجزيئات القريبة أو ببساطة عن طريق الانتقال إلى منطقة تركيز أقل. تتأثر عملية الانتشار بدرجة الحرارة بنفس الطريقة التي تتأثر بها معظم التفاعلات.

بعبارات أساسية ، يمكن تعريف الانتشار بأنه العملية التي تنتشر بها الجسيمات. هذا بشكل عام من منطقة تكون فيها نسبة التركيز عالية إلى منطقة تكون فيها بتركيز أقل. يمكن فهم ذلك من خلال التفكير في مقلاة بها بصل. تتركز الرائحة المنبعثة من البصل بشكل كبير في الجزء العلوي من المقلاة ، فوق البصل المطبوخ. لذلك ، تتحرك الجزيئات إلى منطقة عندما تكون في تركيز أقل ، مثل الهواء المحيط. في النهاية ، تنتشر الرائحة في جميع أنحاء المطبخ أو حتى في المنزل بأكمله.

إذا كان هناك غازان أو سائلا مختلفان قريبان من بعضهما البعض ، فإن عملية الانتشار تؤدي إلى اختلاطهما معًا. تخيل غازين يفصل بينهما قسم. ترتد جزيئات الغاز الحرة الحركة من الحاجز المركزي أثناء دورانها في الحاوية الخاصة بها. إذا تمت إزالة القسم ، تختلط الغازات مع تحرك الجزيئات. يرتبط هذا بالقانون الثاني للديناميكا الحرارية ، والذي ينص على أنه في نظام مغلق ، تميل كل الأشياء نحو الانتروبيا. لهذا الغرض ، يمكن ببساطة تعريف "الانتروبيا" على أنه اضطراب. لذلك ، تميل الجسيمات غير المختلطة في نظام مغلق إلى الاختلاط أو الانتشار.

التفاعلات الكيميائية أكثر عنفًا مما قد تبدو عليه. تحدث العديد من التفاعلات عندما تصطدم الذرات ببعضها البعض وتشكل رابطة. في درجة الحرارة العادية ، تتعرج الذرات في المحلول أو الحاوية وتتصادم فقط من حين لآخر. عندما ترتفع درجة الحرارة ، تتحرك الذرات بشكل أسرع ، كما لو كنت تمشي على الجمر الساخن. يؤدي هذا إلى حدوث المزيد من الاصطدامات بشكل أسرع وبالتالي يزيد من معدل التفاعل. هذه قاعدة عامة لأي تفاعل كيميائي.

تدور عملية الانتشار حول الجسيمات التي تنتقل من مناطق التركيز العالي إلى مناطق التركيز المنخفض ، أو تختلط معًا. كلا الأمرين يعتمدان على حركة الذرات ، وبالتالي فهي عرضة لتأثيرات درجة الحرارة المذكورة أعلاه. مع زيادة درجة الحرارة ، تحدث عملية الانتشار بسرعة أكبر وتنتشر الجزيئات الأسرع أو تختلط مع الجزيئات الأخرى بسرعة أكبر.