Difūzija notiek daļiņu nejaušas kustības dēļ. Parasti tas notiek koncentrācijas gradienta dēļ, kas nozīmē, ka molekulas pārvietojas no augstas koncentrācijas zonas uz zemākas koncentrācijas zonu.
Piemērs ir parādīts augšējā attēlā. Kad šķīdumam pievieno krāsu, tā laika gaitā izkliedējas. Sākumā redzat zilās krāsas svītras, kas pārvietojas pa šķīdumu, līdz beidzot viss šķīdums kļūst zils, jo krāsas koncentrācija visur ir vienāda. Kaut arī krāsvielas molekulas joprojām pārvietojas, jūs to nevarēsit uztvert, jo zilā krāsa ir izkliedējusi un iekrāsojusi visu šķidruma tilpumu.
Difūzija tādējādi ir a pasīvs process (tas nozīmē, ka tas neprasa enerģijas ievadi). Viela pārvietojas no augstas koncentrācijas zonas uz zemākas koncentrācijas zonu. Šī kustība turpinās, līdz vielas koncentrācija izlīdzinās. Kad koncentrācija ir izlīdzinājusies, viela joprojām pārvietojas, bet tai vairs nebūs koncentrācijas gradienta. Šo stāvokli sauc dinamiskais līdzsvars.
Kādi faktori ietekmē difūzijas ātrumu?
Molekulas pastāvīgi pārvietojas apkārt esošās siltumenerģijas daudzuma dēļ. Šo kustību ietekmē daļiņas lielums un vide, kurā daļiņa atrodas. Daļiņas vienmēr pārvietosies vidē, bet kopējo difūzijas ātrumu var ietekmēt daudzi faktori.
Koncentrēšanās: Molekulu difūzija ir pilnībā atkarīga no pārvietošanās no lielākas koncentrācijas zonas uz zemākas koncentrācijas zonu. Citiem vārdiem sakot, difūzija notiek zem attiecīgās molekulas koncentrācijas gradienta. Ja koncentrācijas starpība ir lielāka, tad molekulas koncentrācijas gradientu nokritīs ātrāk. Ja koncentrācijas atšķirības nav tik lielas, molekulas nepārvietosies tik ātri un difūzijas ātrums samazināsies.
Temperatūra: Daļiņas pārvietojas ar tām saistītās kinētiskās enerģijas dēļ. Palielinoties temperatūrai, palielinās arī kinētiskā enerģija, kas saistīta ar katru daļiņu. Tā rezultātā daļiņas pārvietosies ātrāk. Ja viņi var pārvietoties ātrāk, tad viņi var arī ātrāk izkliedēties. Un otrādi, kad samazinās ar molekulām saistītā kinētiskā enerģija, samazinās arī to kustība. Tā rezultātā difūzijas ātrums būs lēnāks.
Daļiņu masa: Smagākas daļiņas pārvietosies lēnāk, un tāpēc difūzijas ātrums būs lēnāks. No otras puses, mazākas daļiņas izkliedēsies ātrāk, jo tās var pārvietoties ātrāk. Lai noteiktu, vai difūzija ir palēnināta vai paātrināta, daļiņas kustība ir vissvarīgākā, lai noteiktu difūziju.
Šķīdinātāja īpašības: Viskozitāte un blīvums lielā mērā ietekmē difūziju. Ja vide, kurā konkrētajai daļiņai jāizkliedējas, ir ļoti blīva vai viskoza, tad daļiņai būs grūtāk izkliedēties caur to. Tātad difūzijas ātrums būs mazāks. Ja barotne ir mazāk blīva vai mazāk viskoza, tad daļiņas varēs ātrāk pārvietoties un ātrāk izkliedēties.
Visiem faktoriem, kas ietekmē difūziju, var būt kombinēta ietekme. Piemēram, mazs jons caur viskozu šķīdumu var difundēt ātrāk nekā liela cukura molekula. Jona izmērs ir mazāks, un tādējādi tas spēj pārvietoties ātrāk. Lielā cukura molekula pārvietojas lēnāk tās lieluma dēļ. Šķīduma viskozitāte ietekmē abus, bet tas apvienos palēnināto difūziju, kas notiek lielākai molekulai.
Padomi
Jebkurš faktors, kas paātrina daļiņu kustību caur barotni, izraisīs ātrāku difūzijas ātrumu.