Диффузия - это случайное перемещение частиц, атомов или молекул из областей с более высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией. Этот процесс происходит во всех состояниях вещества, будь то твердое, газообразное или жидкое. Несколько визуальных экспериментов могут показать вам, как жидкости диффундируют через другие жидкости и как жидкости диффундируют через мембраны.
Пищевой краситель, добавленный в стакан или банку с водой, будет растворяться в воде, пока вся вода не станет окрашенной. Налейте воду в банку и дайте ей постоять, пока вода не перестанет течь. Добавляйте пищевой краситель по капле за раз, чтобы вы могли видеть, как капля цвета медленно растекается по воде. Проделайте тот же эксперимент с одной банкой с горячей водой и одной банкой с холодной водой, чтобы увидеть влияние температуры на диффузию. Если вода все еще движется, другая форма перемешивания, называемая конвекцией, будет переносить пищевой краситель по банке намного быстрее, чем диффузия.
Желатиновые гели представляют собой суспензии, которые остаются твердыми, поэтому конвекция не может происходить, но их состав в основном состоит из жидкой воды. Приготовьте две миски с прозрачной или светлой желатиновой смесью в соответствии с инструкциями и дайте им застыть в холодильнике. Когда желатин затвердеет, дайте одной миске желатина нагреться до комнатной температуры, а другую держите в холодном состоянии. Поместите капли пищевого красителя в разные места на поверхности желатина в обеих мисках. Накройте обе миски и оставьте их в покое на три дня, одну при комнатной температуре, а другую холодную. Наблюдайте за диффузией цвета в желатине.
Используйте бумажные полотенца в качестве проницаемой мембраны, чтобы продемонстрировать, что небольшие молекулы могут диффундировать через барьер от одной жидкости к другой. Наполните банку водой и накройте отверстие бумажным полотенцем так, чтобы центр бумажного полотенца спускался в воду. Положите пищевой краситель в воду, которая заполняет бумажное полотенце, и наблюдайте, как цвет распространяется через барьер. Проведите эксперимент при различных температурах, чтобы показать, как температура влияет на диффузию.
Пищевой краситель, который диффундирует через бумажное полотенце, демонстрирует диффузию небольших молекул через барьер, но сама жидкость также может диффундировать через барьер. Осмос - это когда жидкость, содержащая всего несколько маленьких молекул, диффундирует через барьер, чтобы разбавить раствор с высокой концентрацией маленьких молекул. Продемонстрируйте это с помощью яиц. Замочите сырые яйца на два дня в уксусе, который растворит скорлупу и оставит пленку. Измерьте размер яйца. Снова замочите яйцо в чистой воде на ночь. Чистая вода будет диффундировать через барьерную мембрану, разбавляя соленую воду внутри яйца и увеличивая размер яйца.
