يحدث الانتشار بسبب الحركة العشوائية للجسيمات. يحدث هذا عادةً بسبب تدرج التركيز ، مما يعني أن الجزيئات تنتقل من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة تركيز أقل.
يظهر مثال في الصورة أعلاه. عندما تضاف الصبغة إلى المحلول فإنها تنتشر بمرور الوقت. في البداية ، ترى خطوطًا زرقاء تتحرك عبر المحلول حتى يصبح المحلول بالكامل أزرقًا في النهاية لأن تركيز الصبغة هو نفسه في كل مكان. في هذه المرحلة ، على الرغم من أن جزيئات الصبغة لا تزال تتحرك ، فلن تتمكن من إدراكها لأن الصبغة الزرقاء قد انتشرت وتلوين الحجم الكامل للسائل.
وبالتالي ، فإن الانتشار هو أ عملية سلبية (بمعنى أنه لا يتطلب مدخلات من الطاقة). تنتقل المادة من منطقة عالية التركيز إلى منطقة ذات تركيز أقل. تستمر هذه الحركة حتى يتلاشى تركيز المادة. بمجرد أن يصبح التركيز متساويًا ، لا تزال المادة تتحرك ولكن لن يكون لها تدرج تركيز. هذه الحالة تسمى توازن ديناميكي.
ما العوامل التي تؤثر على معدل الانتشار؟
تتحرك الجزيئات باستمرار بسبب كمية الطاقة الحرارية التي تمتلكها. تتأثر هذه الحركة بحجم الجسيم والبيئة التي يتواجد فيها الجسيم. ستتحرك الجسيمات دائمًا في وسط ولكن يمكن أن يتأثر المعدل العام للانتشار بعدة عوامل.
تركيز: يعتمد انتشار الجزيئات كليًا على الانتقال من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة تركيز أقل. بمعنى آخر ، يحدث الانتشار أسفل تدرج تركيز الجزيء المعني. إذا كان الاختلاف في التركيز أعلى ، فإن الجزيئات سوف تنخفض في تدرج التركيز بشكل أسرع. إذا لم يكن هناك اختلاف كبير في التركيز ، فلن تتحرك الجزيئات بالسرعة نفسها وسيقل معدل الانتشار.
درجة حرارة: تتحرك الجسيمات بسبب الطاقة الحركية المرتبطة بها. مع زيادة درجة الحرارة ، تزداد أيضًا الطاقة الحركية المرتبطة بكل جسيم. نتيجة لذلك ، سوف تتحرك الجسيمات بشكل أسرع. إذا كان بإمكانهم التحرك بشكل أسرع ، فيمكنهم أيضًا الانتشار بشكل أسرع. على العكس من ذلك ، عندما تتناقص الطاقة الحركية المرتبطة بالجزيئات ، تقل حركتها. نتيجة لذلك ، سيكون معدل الانتشار أبطأ.
كتلة الجسيمات: سوف تتحرك الجسيمات الأثقل بشكل أبطأ وبالتالي سيكون لها معدل انتشار أبطأ. من ناحية أخرى ، ستنتشر الجسيمات الأصغر بشكل أسرع لأنها يمكن أن تتحرك بشكل أسرع. كما هو الحال مع جميع العوامل التي تؤثر على الانتشار ، فإن حركة الجسيم لها أهمية قصوى في تحديد ما إذا كان الانتشار يتباطأ أو يتسارع.
خصائص المذيب: تؤثر اللزوجة والكثافة بشكل كبير على الانتشار. إذا كان الوسط الذي يجب أن ينتشر من خلاله جسيم ما كثيفًا جدًا أو لزجًا ، فسيواجه الجسيم وقتًا أصعب في الانتشار خلاله. لذا فإن معدل الانتشار سيكون أقل. إذا كان الوسط أقل كثافة أو أقل لزوجة ، فستكون الجزيئات قادرة على التحرك بسرعة أكبر وستنتشر بشكل أسرع.
يمكن أن يكون لجميع العوامل التي تؤثر على الانتشار تأثير مشترك. على سبيل المثال ، قد ينتشر أيون صغير بسرعة أكبر من خلال محلول لزج من جزيء السكر الكبير. الأيون ذو حجم أصغر وبالتالي فهو قادر على التحرك بشكل أسرع. يتحرك جزيء السكر الكبير بشكل أبطأ بسبب حجمه. تؤثر لزوجة المحلول على كليهما ولكنها ستؤدي إلى تفاقم الانتشار البطيء الذي يخضع له الجزيء الأكبر.
نصائح
أي عامل يسرع حركة الجسيمات عبر وسيط سيؤدي إلى معدل انتشار أسرع.