Дифузията възниква поради произволното движение на частиците. Обикновено това се случва поради градиент на концентрация, което означава, че молекулите се движат от област с висока концентрация в зона с по-ниска концентрация.
Пример е показан на изображението по-горе. Когато към разтвора се добави багрило, то се дифузира с течение на времето. Отначало виждате сини ивици, които се движат през разтвора, докато накрая целият разтвор стане син, защото концентрацията на багрилото е еднаква навсякъде. В този момент, въпреки че молекулите на багрилото все още се движат, няма да можете да го възприемете, тъй като синьото багрило е дифузирало и оцветило целия обем течност.
По този начин дифузията е a пасивен процес (което означава, че не изисква влагането на енергия). Веществото се премества от област с висока концентрация в зона с по-ниска концентрация. Това движение продължава, докато концентрацията на веществото се изравни. След като концентрацията се изравни, веществото все още се движи, но вече няма градиент на концентрация. Това състояние се нарича динамично равновесие.
Какви фактори влияят върху скоростта на дифузия?
Молекулите се движат непрекъснато поради количеството топлинна енергия, която имат. Това движение се влияе от размера на частицата и околната среда, в която се намира. Частиците винаги ще се движат в среда, но общата скорост на дифузия може да бъде повлияна от много фактори.
Концентрация: Дифузията на молекулите зависи изцяло от преминаването от област с по-висока концентрация към зона с по-ниска концентрация. С други думи, дифузията възниква надолу по градиента на концентрация на въпросната молекула. Ако разликата в концентрацията е по-висока, тогава молекулите ще слязат по-бързо по градиента на концентрацията. Ако няма толкова голяма разлика в концентрацията, молекулите няма да се движат толкова бързо и скоростта на дифузия ще намалее.
Температура: Частиците се движат поради свързаната с тях кинетична енергия. С увеличаване на температурата кинетичната енергия, свързана с всяка частица, също се увеличава. В резултат на това частиците ще се движат по-бързо. Ако те могат да се движат по-бързо, те също могат да дифузират по-бързо. И обратно, когато кинетичната енергия, свързана с молекулите, намалява, намалява и тяхното движение. В резултат на това скоростта на дифузия ще бъде по-бавна.
Маса на частиците: По-тежките частици ще се движат по-бавно и така ще имат по-бавна скорост на дифузия. По-малките частици, от друга страна, ще се дифузират по-бързо, защото могат да се движат по-бързо. Както е ключово при всички фактори, влияещи върху дифузията, движението на частицата е от първостепенно значение при определяне дали дифузията се забавя или ускорява.
Свойства на разтворителя: Вискозитетът и плътността оказват силно влияние върху дифузията. Ако средата, през която дадена частица трябва да дифузира, е много плътна или вискозна, тогава частицата ще има по-трудно време да дифузира през нея. Така скоростта на дифузия ще бъде по-ниска. Ако средата е по-малко плътна или по-малко вискозна, тогава частиците ще могат да се движат по-бързо и ще се дифузират по-бързо.
Всички фактори, влияещи върху дифузията, могат да имат комбиниран ефект. Например, малък йон може да дифузира по-бързо през вискозен разтвор, отколкото голяма захарна молекула. Йонът има по-малък размер и по този начин е в състояние да се движи по-бързо. Голямата захарна молекула се движи по-бавно поради размера си. Вискозитетът на разтвора засяга и двете, но ще съчетае забавената дифузия, която претърпява по-голямата молекула.
Съвети
Всеки фактор, който ускорява движението на частиците през среда, ще доведе до по-бърза скорост на дифузия.