สี่สิ่งที่ส่งผลต่ออัตราการแพร่

การแพร่กระจายเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาค มักเกิดขึ้นเนื่องจากการไล่ระดับความเข้มข้น ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลจะเคลื่อนจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า

ตัวอย่างแสดงในภาพด้านบน เมื่อเติมสีย้อมลงในสารละลาย มันจะกระจายตัวไปตามกาลเวลา ในตอนแรกคุณจะเห็นเส้นสีน้ำเงินเคลื่อนผ่านสารละลายจนในที่สุดสารละลายทั้งหมดกลายเป็นสีน้ำเงินเนื่องจากความเข้มข้นของสีย้อมจะเท่ากันทุกที่ ณ จุดนี้ แม้ว่าโมเลกุลของสีย้อมจะยังคงเคลื่อนที่อยู่ แต่คุณจะไม่สามารถรับรู้ได้เนื่องจากสีย้อมสีน้ำเงินได้กระจายและทำให้สีของของเหลวทั้งหมดกระจายไป

การแพร่กระจายจึงเป็น กระบวนการแบบพาสซีฟ (หมายความว่าไม่ต้องการพลังงานเข้า) สารย้ายจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า การเคลื่อนไหวนี้ดำเนินต่อไปจนกว่าความเข้มข้นของสารจะเท่ากัน เมื่อความเข้มข้นลดลง สารจะยังคงเคลื่อนที่ แต่จะไม่มีการไล่ระดับความเข้มข้นอีกต่อไป สถานะนี้เรียกว่า สมดุลไดนามิก.

โมเลกุลเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาเนื่องจากปริมาณพลังงานความร้อนที่มีอยู่ การเคลื่อนที่นี้ได้รับผลกระทบจากขนาดของอนุภาคและสภาพแวดล้อมของอนุภาค อนุภาคจะเคลื่อนที่ไปมาในตัวกลางเสมอ แต่อัตราการแพร่โดยรวมอาจได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย

ความเข้มข้น: การแพร่กระจายของโมเลกุลขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า กล่าวอีกนัยหนึ่ง การแพร่กระจายเกิดขึ้นจากการไล่ระดับความเข้มข้นของโมเลกุลที่เป็นปัญหา หากความแตกต่างของความเข้มข้นสูงกว่า โมเลกุลก็จะลดระดับความเข้มข้นลงเร็วขึ้น หากความเข้มข้นไม่แตกต่างกันมากนัก โมเลกุลจะไม่เคลื่อนที่เร็วและอัตราการแพร่จะลดลง

อุณหภูมิ: อนุภาคเคลื่อนที่เนื่องจากพลังงานจลน์ที่เกี่ยวข้องกับพวกมัน เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พลังงานจลน์ที่เกี่ยวข้องกับแต่ละอนุภาคก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ส่งผลให้อนุภาคเคลื่อนที่เร็วขึ้น หากพวกมันเคลื่อนที่เร็วขึ้น พวกมันก็จะกระจายเร็วขึ้นเช่นกัน ในทางกลับกัน เมื่อพลังงานจลน์ที่เกี่ยวข้องกับโมเลกุลลดลง การเคลื่อนที่ของพวกมันก็เช่นกัน ส่งผลให้อัตราการแพร่ช้าลง

มวลของอนุภาค: อนุภาคที่หนักกว่าจะเคลื่อนที่ช้ากว่าและมีอัตราการแพร่ช้ากว่า ในทางกลับกันอนุภาคขนาดเล็กจะกระจายเร็วขึ้นเพราะสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น เช่นเดียวกับปัจจัยทั้งหมดที่ส่งผลต่อการแพร่ การเคลื่อนที่ของอนุภาคมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพิจารณาว่าการแพร่กระจายช้าลงหรือเร็วขึ้นหรือไม่

คุณสมบัติของตัวทำละลาย: ความหนืดและความหนาแน่นมีผลอย่างมากต่อการแพร่ หากตัวกลางที่อนุภาคกำหนดต้องกระจายผ่านมีความหนาแน่นหรือหนืดมาก อนุภาคก็จะกระจายผ่านได้ยากขึ้น ดังนั้นอัตราการแพร่จะลดลง หากตัวกลางมีความหนาแน่นน้อยกว่าหรือมีความหนืดน้อยกว่า อนุภาคก็จะเคลื่อนที่เร็วขึ้นและกระจายตัวเร็วขึ้น

ปัจจัยทั้งหมดที่ส่งผลต่อการแพร่กระจายสามารถมีผลรวมกันได้ ตัวอย่างเช่น ไอออนขนาดเล็กอาจแพร่กระจายได้เร็วกว่าผ่านสารละลายที่มีความหนืดมากกว่าโมเลกุลน้ำตาลขนาดใหญ่ ไอออนมีขนาดที่เล็กกว่าและสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น โมเลกุลน้ำตาลขนาดใหญ่เคลื่อนที่ช้าลงเนื่องจากขนาดของมัน ความหนืดของสารละลายส่งผลกระทบทั้งสองอย่าง แต่จะรวมการแพร่แบบช้าๆ ที่โมเลกุลขนาดใหญ่ผ่านเข้าไป

• ปัจจัยใดก็ตามที่เร่งการเคลื่อนที่ของอนุภาคผ่านตัวกลางจะส่งผลให้อัตราการแพร่เร็วขึ้น