ארבעה דברים שמשפיעים על קצב הפיזור

דיפוזיה מתרחשת עקב תנועה אקראית של חלקיקים. זה קורה בדרך כלל בגלל שיפוע ריכוז, כלומר מולקולות עוברות מאזור של ריכוז גבוה לאזור של ריכוז נמוך יותר.

דוגמה מוצגת בתמונה לעיל. כאשר מוסיפים צבע לתמיסה הוא מתפזר לאורך זמן. בהתחלה אתה רואה פסים של כחול נעים דרך התמיסה עד שלבסוף הפתרון כולו הופך לכחול מכיוון שריכוז הצבע זהה בכל מקום. בשלב זה, למרות שמולקולות הצבע עדיין מסתובבות, לא תוכלו לתפוס זאת מכיוון שהצבע הכחול התפזר וצבע את כל נפח הנוזל.

דיפוזיה היא אם כן א תהליך פסיבי (כלומר, זה לא דורש קלט של אנרגיה). חומר עובר מאזור של ריכוז גבוה לאזור של ריכוז נמוך יותר. תנועה זו נמשכת עד שריכוז החומר מתפוגג. לאחר שהריכוז התאזן, החומר עדיין נע אך לא יהיה לו יותר שיפוע ריכוז. מדינה זו נקראת שיווי משקל דינמי.

מולקולות מסתובבות כל הזמן בגלל כמות האנרגיה התרמית שיש להן. תנועה זו מושפעת מגודל החלקיק ומהסביבה בה נמצא החלקיק. חלקיקים תמיד יסתובבו במדיום אך קצב הדיפוזיה הכללי יכול להיות מושפע מגורמים רבים.

ריכוז: דיפוזיה של מולקולות תלויה לחלוטין במעבר מאזור בריכוז גבוה יותר לאזור בעל ריכוז נמוך יותר. במילים אחרות, דיפוזיה מתרחשת במדרון הריכוז של המולקולה המדוברת. אם ההבדל בריכוז גבוה יותר, הרי שהמולקולות יורדות במהירות רבה יותר במדרגת הריכוז. אם אין הבדל גדול בריכוזים, המולקולות לא ינועו במהירות וקצב הדיפוזיה יקטן.

טֶמפֶּרָטוּרָה: חלקיקים נעים בגלל האנרגיה הקינטית הקשורה אליהם. ככל שהטמפרטורה עולה, האנרגיה הקינטית הקשורה לכל חלקיק עולה גם כן. כתוצאה מכך, חלקיקים ינועו מהר יותר. אם הם יכולים לנוע מהר יותר, הם יכולים גם להתפשט מהר יותר. לעומת זאת, כאשר האנרגיה הקינטית הקשורה למולקולות פוחתת כך גם התנועה שלהן פוחתת. כתוצאה מכך קצב הדיפוזיה יהיה איטי יותר.

מסה של חלקיקים: חלקיקים כבדים יותר ינועו לאט יותר וכך יהיה קצב דיפוזיה איטי יותר. לעומת זאת, חלקיקים קטנים יותר יתפזרו מהר יותר מכיוון שהם יכולים לנוע מהר יותר. כמקובל בכל הגורמים המשפיעים על דיפוזיה, תנועת החלקיק היא החשובה ביותר בקביעה אם דיפוזיה מואטת או מאיצה.

נכסי ממס: צמיגות וצפיפות משפיעים מאוד על דיפוזיה. אם המדיום שחלקיק נתון צריך להתפשט דרכו הוא צפוף מאוד או צמיג, אז לחלקיק יהיה קשה יותר להתפזר דרכו. אז קצב הדיפוזיה יהיה נמוך יותר. אם המדיום פחות צפוף או פחות צמיג, אז החלקיקים יוכלו לנוע מהר יותר ויתפזרו מהר יותר.

לכל הגורמים המשפיעים על דיפוזיה יכולה להיות השפעה משולבת. לדוגמא, יון קטן עשוי להתפזר במהירות רבה יותר באמצעות תמיסה צמיגה מאשר מולקולת סוכר גדולה. לגודל היון קטן יותר וכך הוא מסוגל לנוע מהר יותר. מולקולת הסוכר הגדולה נעה לאט יותר בגלל גודלה. צמיגות התמיסה משפיעה על שניהם אך תרכיב את הדיפוזיה המואטת שעוברת המולקולה הגדולה יותר.

• כל גורם שמזרז את תנועת החלקיקים דרך מדיום יביא לקצב דיפוזיה מהיר יותר.