拡散は粒子の動きのために起こります。 ガス分子のようにランダムな動きをしている粒子は、ブラウン運動に続いて、特定の領域に均一に分散するまで互いにぶつかります。 拡散とは、平衡に達するまで、高濃度の領域から低濃度の領域への分子の流れです。 要するに、拡散とは、特定の空間全体または第2の物質全体に分散する気体、液体、または固体のことです。 拡散の例としては、部屋全体に広がる香水の香りや、一杯の水全体に広がる緑色の食用色素の滴などがあります。 拡散率を計算する方法はいくつかあります。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
「レート」という用語は、時間の経過に伴う量の変化を指すことを忘れないでください。
グレアムの法則
19世紀初頭、スコットランドの化学者トーマス・グラハム（1805-1869）は、現在彼の名を冠している量的関係を発見しました。 グレアムの法則によれば、2つの気体物質の拡散速度は、それらのモル質量の平方根に反比例します。 気体分子運動論で理解されているように、同じ温度で見つかったすべての気体が同じ平均運動エネルギーを示すことを考えると、この関係に到達しました。 言い換えれば、グレアムの法則は、ガス状分子が同じ温度にあるときに同じ平均運動エネルギーを持っていることの直接的な結果です。 グレアムの法則では、拡散はガスの混合を表し、拡散速度はその混合の速度です。 グレアムの拡散の法則は、グレアムの拡散の法則とも呼ばれることに注意してください。これは、浸出が拡散の特殊なケースであるためです。 浸出は、ガス状の分子が小さな穴を通って真空の排気された空間またはチャンバーに逃げる現象です。 噴出速度は、そのガスがその真空、排気された空間またはチャンバーに移動する速度を測定します。 したがって、文章題の拡散率または流出率を計算する1つの方法は、に基づいて計算を行うことです。 ガスのモル質量とその拡散または流出との関係を表すグレアムの法則 料金。
フィックの法則
19世紀半ば、ドイツ生まれの医師で生理学者のAdolf Fick（1829-1901）は、流体膜を横切って拡散するガスの挙動を管理する一連の法律を策定しました。 フィックの最初の拡散の法則では、フラックス、つまり特定の領域内の特定の期間内の粒子の正味の動きは、勾配の急勾配に正比例すると述べています。 フィックの法則は次のように書くことができます。
フラックス= -D（dC÷dx）
ここで、（D）は拡散係数を示し、（dC / dx）は勾配を示します（微積分の導関数です）。 したがって、フィックの法則は、ブラウン運動からのランダムな粒子の動きが、のドリフトまたは分散につながると基本的に述べています。 高濃度から低濃度の領域からの粒子–そしてそのドリフト速度または拡散速度は 密度の勾配ですが、その勾配とは反対の方向です（拡散の前の負の符号を説明します） 絶え間ない）。 フィックの第一法則はフラックスの量を説明していますが、実際にはフィックの第二法則です。 拡散速度をさらに説明する拡散。偏微分の形をとります。 方程式。 フィックの第2法則は、次の式で表されます。
T =（1 ÷ [2D]）x2
これは、拡散する時間が距離xの2乗に比例して増加することを意味します。 基本的に、フィックの拡散の第1法則と第2法則は、濃度勾配が拡散速度にどのように影響するかについての情報を提供します。 興味深いことに、ワシントン大学は覚えやすいようにニーモニックとしてディティーを考案しました フィックの方程式が拡散速度の計算にどのように役立つか：「フィックは、分子がどれだけ速くなるかを言います 拡散します。 デルタP×A×KオーバーDが使用する法則です…。 圧力差、表面積、定数kが乗算されます。 それらを拡散バリアで割って、正確な拡散速度を決定します。」
拡散率に関するその他の興味深い事実
拡散は、固体、液体、または気体で発生する可能性があります。 もちろん、拡散は気体で最も速く、固体で最も遅くなります。 拡散率も同様にいくつかの要因の影響を受ける可能性があります。 たとえば、温度が上がると拡散速度が速くなります。 同様に、拡散される粒子とそれが拡散する材料は、拡散速度に影響を与える可能性があります。 たとえば、極性分子は水のような極性媒体でより速く拡散しますが、非極性分子は非混和性であるため、水に拡散するのに苦労することに注意してください。 材料の密度は、拡散速度に影響を与えるさらに別の要因です。 当然のことながら、重いガスは軽いガスに比べてはるかにゆっくりと拡散します。 さらに、相互作用の領域のサイズは拡散率に影響を与える可能性があります。これは、家庭料理の香りが大きな領域よりも小さな領域に速く拡散することからも明らかです。
また、拡散が濃度勾配に対して行われる場合、拡散を促進する何らかの形のエネルギーが存在する必要があります。 水、二酸化炭素、および酸素が、受動拡散（または水の場合は浸透）によって細胞膜を簡単に通過できることを考慮してください。 しかし、大きな非脂溶性分子が細胞膜を通過する必要がある場合は、能動輸送が必要です。 ここで、アデノシン三リン酸（ATP）の高エネルギー分子が介入して、細胞膜を通過する拡散を促進します。