Diffusion opstår på grund af tilfældig bevægelse af partikler. Det sker normalt på grund af en koncentrationsgradient, hvilket betyder at molekyler bevæger sig fra et område med høj koncentration til et område med lavere koncentration.
Et eksempel er vist på billedet ovenfor. Når der tilsættes farvestof til opløsningen, diffunderer det over tid. Først ser du striber af blåt bevæge sig gennem opløsningen, indtil endelig hele opløsningen bliver blå, fordi koncentrationen af farvestof er den samme overalt. På dette tidspunkt, selvom farvestofmolekylerne stadig bevæger sig rundt, vil du ikke være i stand til at opfatte det, da det blå farvestof har diffunderet og farvet hele væskevolumenet.
Diffusion er således en passiv proces (hvilket betyder, at det ikke kræver input af energi). Et stof bevæger sig fra et område med høj koncentration til et område med lavere koncentration. Denne bevægelse fortsætter, indtil koncentrationen af stoffet udjævner. Når koncentrationen er udjævnet, bevæger stoffet sig stadig, men har ikke længere en koncentrationsgradient. Denne tilstand kaldes
dynamisk ligevægt.Hvilke faktorer påvirker diffusionshastigheden?
Molekyler bevæger sig konstant på grund af mængden af termisk energi, de har. Denne bevægelse påvirkes af partikelstørrelsen og det miljø, partiklen er i. Partikler bevæger sig altid rundt i et medium, men den samlede diffusionshastighed kan påvirkes af mange faktorer.
Koncentration: Diffusion af molekyler er helt afhængig af at flytte fra et område med højere koncentration til et område med lavere koncentration. Med andre ord forekommer diffusion nedad i koncentrationen af det pågældende molekyle. Hvis forskellen i koncentration er højere, så går molekylerne hurtigere ned i koncentrationsgradienten. Hvis der ikke er så stor forskel i koncentration, bevæger molekylerne sig ikke så hurtigt, og diffusionshastigheden falder.
Temperatur: Partikler bevæger sig på grund af den kinetiske energi, der er forbundet med dem. Når temperaturen stiger, stiger også den kinetiske energi, der er forbundet med hver partikel. Som et resultat vil partikler bevæge sig hurtigere. Hvis de kan bevæge sig hurtigere, kan de også diffundere hurtigere. Omvendt, når den kinetiske energi, der er forbundet med molekylerne, falder, så gør deres bevægelse det også. Som et resultat vil diffusionshastigheden være langsommere.
Masse af partikel: Tyngre partikler bevæger sig langsommere, og så vil de have en langsommere diffusionshastighed. Mindre partikler vil på den anden side diffundere hurtigere, fordi de kan bevæge sig hurtigere. Som det er nøglen med alle faktorer, der påvirker diffusion, er partiklens bevægelse altafgørende for at bestemme, om diffusion nedsættes eller fremskyndes.
Opløsningsmiddelegenskaber: Viskositet og densitet påvirker diffusion i høj grad. Hvis mediet, som en given partikel skal diffundere igennem, er meget tæt eller tyktflydende, vil partiklen have en sværere tid til at diffundere igennem det. Så diffusionshastigheden vil være lavere. Hvis mediet er mindre tæt eller mindre tyktflydende, vil partiklerne være i stand til at bevæge sig hurtigere og vil diffundere hurtigere.
Alle faktorer, der påvirker diffusion, kan have en kombineret effekt. For eksempel kan en lille ion diffundere hurtigere gennem en viskøs opløsning end et stort sukkermolekyle. Ionen har en mindre størrelse og er således i stand til at bevæge sig hurtigere. Det store sukkermolekyle bevæger sig langsommere på grund af dets størrelse. Viskositeten af opløsningen påvirker begge dele, men vil sammensætte den langsomme diffusion, som det større molekyle gennemgår.
Tips
Enhver faktor, der fremskynder bevægelse af partikler gennem et medium, vil resultere i en hurtigere diffusionshastighed.