დიფუზია ხდება ნაწილაკების შემთხვევითი მოძრაობის გამო. ეს ჩვეულებრივ ხდება კონცენტრაციის გრადიენტის გამო, რაც იმას ნიშნავს, რომ მოლეკულები გადადიან მაღალი კონცენტრაციის უბნიდან ქვედა კონცენტრაციის არეალში.
ამის მაგალითი ნაჩვენებია ზემოთ მოცემულ სურათზე. ხსნარს საღებავის დამატება ემატება დროთა განმავლობაში. თავდაპირველად ხედავთ, რომ ლურჯი ზოლები გადაადგილდება ხსნარში, სანამ საბოლოოდ მთელი ხსნარი ლურჯი გახდება, რადგან საღებავის კონცენტრაცია ყველგან ერთნაირია. ამ ეტაპზე, მიუხედავად იმისა, რომ საღებავის მოლეკულები კვლავ მოძრაობენ, თქვენ ვერ შეძლებთ მის აღქმას, ვინაიდან ლურჯი საღებავი დიფუზიურად ახდენს სითხის მთელ მოცულობას.
ამრიგად, დიფუზია არის ა პასიური პროცესი (რაც იმას ნიშნავს, რომ იგი არ საჭიროებს ენერგიის შეყვანას). ნივთიერება გადადის მაღალი კონცენტრაციის უბნიდან ქვედა კონცენტრაციის არეალში. ეს მოძრაობა გრძელდება მანამ, სანამ ნივთიერების კონცენტრაცია არ გათანაბრდება. კონცენტრაციის გათანაბრების შემდეგ, ნივთიერება კვლავ მოძრაობს, მაგრამ აღარ ექნება კონცენტრაციის გრადიენტი. ამ მდგომარეობას ეწოდება დინამიური წონასწორობა.
რა ფაქტორები მოქმედებს დიფუზიის სიჩქარეზე?
მოლეკულები მუდმივად მოძრაობენ გარშემო თერმული ენერგიის რაოდენობის გამო. ამ მოძრაობაზე გავლენას ახდენს ნაწილაკის ზომა და გარემო, რომელშიც იმყოფება ნაწილაკი. ნაწილაკები ყოველთვის მოძრაობენ საშუალოზე, მაგრამ დიფუზიის საერთო სიჩქარეზე შეიძლება გავლენა იქონიოს მრავალმა ფაქტორმა.
კონცენტრაცია: მოლეკულების დიფუზია მთლიანად დამოკიდებულია მაღალი კონცენტრაციის არეალიდან ქვედა კონცენტრაციის არეალზე გადასვლაზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დიფუზია ხდება მოლეკულის კონცენტრაციის გრადიენტის ქვემოთ. თუ კონცენტრაციის სხვაობა უფრო მაღალია, მაშინ მოლეკულები უფრო სწრაფად დაეცემა კონცენტრაციის გრადიენტს. თუ კონცენტრაციაში არც თუ ისე დიდი განსხვავებაა, მოლეკულები არც ისე სწრაფად იმოძრავებენ და დიფუზიის სიჩქარე შემცირდება.
ტემპერატურა: ნაწილაკები მოძრაობენ მათთან დაკავშირებული კინეტიკური ენერგიის გამო. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, თითოეულ ნაწილაკთან დაკავშირებული კინეტიკური ენერგიაც იზრდება. შედეგად, ნაწილაკები უფრო სწრაფად იმოძრავებენ. თუ მათ უფრო სწრაფად შეუძლიათ მოძრაობა, მაშინ მათ უფრო სწრაფად შეუძლიათ დიფუზია. და პირიქით, როდესაც მოლეკულებთან დაკავშირებული კინეტიკური ენერგია მცირდება, მათი მოძრაობა იკლებს. შედეგად, დიფუზიის სიჩქარე ნელა იქნება.
ნაწილაკების მასა: უფრო მძიმე ნაწილაკები უფრო ნელა იმოძრავებენ და დიფუზიის ნელა სიჩქარე ექნებათ. მეორეს მხრივ, პატარა ნაწილაკები უფრო სწრაფად გავრცელდებიან, რადგან მათ უფრო სწრაფად შეუძლიათ მოძრაობა. როგორც მთავარია დიფუზიაზე მოქმედ ყველა ფაქტორზე, ნაწილაკის მოძრაობა უმთავრესია დიფუზიის შენელებისა თუ სიჩქარის დასადგენად.
გამხსნელი თვისებები: სიბლანტე და სიმკვრივე მნიშვნელოვნად მოქმედებს დიფუზიაზე. თუ საშუალო, რომელსაც მოცემული ნაწილაკი უნდა აფრქვევდეს, არის ძალიან მკვრივი ან ბლანტი, მაშინ ნაწილაკს გაუჭირდება მისი გავრცელება. ასე რომ, დიფუზიის სიჩქარე დაბალი იქნება. თუ საშუალო ნაკლებად მკვრივი ან ნაკლებად ბლანტიანია, მაშინ ნაწილაკები უფრო სწრაფად შეძლებენ გადაადგილებას და უფრო დიფუზირდება.
დიფუზიაზე მოქმედ ყველა ფაქტორს შეიძლება ჰქონდეს კომბინირებული ეფექტი. მაგალითად, მცირე იონი შეიძლება უფრო სწრაფად გავრცელდეს ბლანტი ხსნარის საშუალებით, ვიდრე შაქრის დიდი მოლეკულა. იონს აქვს მცირე ზომის და, ამრიგად, შეუძლია უფრო სწრაფად იმოძრაოს. დიდი შაქრის მოლეკულა უფრო ნელა მოძრაობს თავისი ზომის გამო. ხსნარის სიბლანტე გავლენას ახდენს ორივეზე, მაგრამ შეავსებს შენელებულ დიფუზიას, რომელსაც განიცდის უფრო დიდი მოლეკულა.
Რჩევები
ნებისმიერი ფაქტორი, რომელიც აჩქარებს ნაწილაკების გადაადგილებას საშუალოში, გამოიწვევს დიფუზიის უფრო სწრაფ სიჩქარეს.