La diffusion se produit en raison du mouvement aléatoire des particules. Cela se produit généralement en raison d'un gradient de concentration, ce qui signifie que les molécules se déplacent d'une zone de concentration élevée vers une zone de concentration plus faible.
Un exemple est montré dans l'image ci-dessus. Lorsque le colorant est ajouté à la solution, il diffuse avec le temps. Au début, vous voyez des traînées de bleu se déplacer dans la solution jusqu'à ce que finalement toute la solution devienne bleue car la concentration de colorant est la même partout. À ce stade, bien que les molécules de colorant soient toujours en mouvement, vous ne pourrez pas le percevoir car le colorant bleu a diffusé et coloré tout le volume de liquide.
La diffusion est donc un processus passif (ce qui signifie qu'il ne nécessite pas l'apport d'énergie). Une substance se déplace d'une zone de concentration élevée vers une zone de concentration plus faible. Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que la concentration de la substance s'égalise. Une fois la concentration stabilisée, la substance se déplace toujours mais n'aura plus de gradient de concentration. Cet état est appelé
Équilibre dynamique.Quels facteurs affectent le taux de diffusion?
Les molécules se déplacent constamment en raison de la quantité d'énergie thermique dont elles disposent. Ce mouvement est affecté par la taille de la particule et l'environnement dans lequel se trouve la particule. Les particules se déplaceront toujours dans un milieu, mais le taux global de diffusion peut être affecté par de nombreux facteurs.
Concentration: La diffusion des molécules dépend entièrement du passage d'une zone de concentration plus élevée à une zone de concentration plus faible. En d'autres termes, la diffusion se produit dans le gradient de concentration de la molécule en question. Si la différence de concentration est plus élevée, les molécules descendront plus rapidement le gradient de concentration. S'il n'y a pas une aussi grande différence de concentration, les molécules ne se déplaceront pas aussi rapidement et le taux de diffusion diminuera.
Température: Les particules se déplacent en raison de l'énergie cinétique qui leur est associée. Lorsque la température augmente, l'énergie cinétique associée à chaque particule augmente également. En conséquence, les particules se déplaceront plus rapidement. S'ils peuvent se déplacer plus rapidement, ils peuvent également diffuser plus rapidement. Inversement, lorsque l'énergie cinétique associée aux molécules diminue, leur mouvement diminue également. En conséquence, la vitesse de diffusion sera plus lente.
Masse de particule : Les particules plus lourdes se déplaceront plus lentement et auront donc un taux de diffusion plus lent. Les particules plus petites, en revanche, diffuseront plus rapidement car elles peuvent se déplacer plus rapidement. Comme c'est la clé pour tous les facteurs affectant la diffusion, le mouvement de la particule est primordial pour déterminer si la diffusion est ralentie ou accélérée.
Propriétés du solvant : La viscosité et la densité affectent grandement la diffusion. Si le milieu à travers lequel une particule donnée doit diffuser est très dense ou visqueux, alors la particule aura plus de mal à diffuser à travers lui. Le taux de diffusion sera donc plus faible. Si le milieu est moins dense ou moins visqueux, alors les particules pourront se déplacer plus rapidement et diffuseront plus rapidement.
Tous les facteurs affectant la diffusion peuvent avoir un effet combiné. Par exemple, un petit ion peut diffuser plus rapidement à travers une solution visqueuse qu'une grosse molécule de sucre. L'ion a une taille plus petite et est donc capable de se déplacer plus rapidement. La grosse molécule de sucre se déplace plus lentement en raison de sa taille. La viscosité de la solution affecte les deux mais aggravera la diffusion ralentie que subit la plus grosse molécule.
Conseils
Tout facteur qui accélère le mouvement des particules à travers un milieu se traduira par un taux de diffusion plus rapide.