Opi lämpötilan vaikutus diffuusioprosessiin, jotta ymmärrät kuinka nopeuttaa prosessia ja kuinka lisätä useimpien kemiallisten reaktioiden nopeutta. Diffuusio on prosessi, jossa konsentroitu molekyyliryhmä muuttuu vähitellen vähemmän keskittyväksi joko sekoittamalla läheisten molekyylien kanssa tai yksinkertaisesti siirtymällä alemmalle konsentraatioalueelle. Lämpötila vaikuttaa diffuusioprosessiin samalla tavalla kuin useimmat reaktiot.
Yksinkertainen diffuusio
Diffuusio voidaan määritellä periaatteessa prosessiksi, jolla hiukkaset leviävät. Tämä tapahtuu yleensä alueelta, jolla niiden pitoisuus on suuri, alueelta, jossa ne ovat alhaisempia. Tämä voidaan ymmärtää ajattelemalla pannua, jossa kypsennetään sipulia. Sipulien antama haju on voimakkaasti keskittynyt pannun yläosaan, keittosipulin yläpuolelle. Siksi molekyylit siirtyvät alueelle, kun ne ovat pienemmässä konsentraatiossa, kuten ympäröivään ilmaan. Lopulta haju leviää koko keittiöön tai jopa koko kotiin.
Sekoittaminen diffuusioon
Jos kaksi erilaista kaasua tai nestettä on lähellä toisiaan, diffuusioprosessi saa ne sekoittumaan toisiinsa. Kuvittele kaksi kaasua, jotka on erotettu väliseinällä. Vapaasti liikkuvat kaasumolekyylit vetäytyvät pois keskiosasta pyörrellessään säiliössään. Jos osio poistetaan, kaasut sekoittuvat molekyylien liikkuessa. Tämä liittyy termodynamiikan toiseen lakiin, jonka mukaan suljetussa järjestelmässä kaikki asiat pyrkivät kohti entropiaa. "Entropia" tähän tarkoitukseen voidaan yksinkertaisesti määritellä häiriöksi; siksi suljetussa järjestelmässä sekoittumattomat hiukkaset pyrkivät sekoittumaan tai diffundoitumaan.
Lämpötila ja reaktionopeus
Kemialliset reaktiot ovat voimakkaampia kuin miltä voi tuntua. Monet reaktiot tapahtuvat, kun atomit törmäävät toisiinsa ja muodostavat sidoksen. Normaalissa lämpötilassa atomit mutkittelevat liuoksessa tai astiassa ja törmäävät vain satunnaisesti. Kun lämpötila nousee, atomit liikkuvat paljon nopeammin, kuten jos kävisit kuumilla hiileillä. Tämä aiheuttaa enemmän törmäyksiä paljon nopeammin ja lisää siten reaktionopeutta. Tämä on yleinen sääntö kaikille kemiallisille reaktioille.
Lämpötila ja diffuusio
Diffuusioprosessissa on kyse hiukkasista, jotka liikkuvat korkean pitoisuuden alueilta pienen pitoisuuden alueille tai sekoittuvat yhteen. Molemmat näistä asioista ovat riippuvaisia atomien liikkumisesta ja ovat siten alttiita edellä mainituille lämpötilan vaikutuksille. Lämpötilan noustessa diffuusio tapahtuu nopeammin ja nopeammat molekyylit leviävät tai sekoittuvat muiden molekyylien kanssa nopeammin.