Дифузія - це випадкове переміщення частинок, атомів або молекул з областей вищої концентрації в зони меншої концентрації. Цей процес відбувається у всіх станах речовини, будь то твердий, газовий або рідкий. Кілька візуальних експериментів можуть показати, як рідини дифундують через інші рідини і як рідини дифундують через мембрани.
Харчовий барвник, доданий у склянку або банку з водою, буде дифундувати через воду, поки вся вода не забарвиться. Налийте воду в банку і дайте їй постояти, поки не припиниться рух води. Додавайте харчовий барвник по одній краплі за раз, щоб ви могли бачити, як крапля кольору повільно розтікається по воді. Зробіть той самий експеримент з однією банкою гарячої води і однією банкою холодної води, щоб побачити вплив температури на дифузію. Якщо вода все ще рухається, інша форма змішування, яка називається конвекцією, буде наносити харчовий барвник навколо банки набагато швидше, ніж дифузія.
Желатинові гелі - це суспензії, які залишаться твердими, так що конвекція не може відбуватися, але в їх складі в основному рідина. Приготуйте дві чаші з прозорою або світлою желатиновою сумішшю відповідно до вказівок і дайте їм застигнути в холодильнику. Після того, як желатин буде твердим, дайте одній мисці желатину нагрітися до кімнатної температури, а інший - холодним. Розмістіть краплі харчового барвника в різних місцях на поверхні желатину в обох чашах. Накрийте обидві миски і залиште їх безперешкодними на три дні, зберігаючи одну при кімнатній температурі та одну холодну. Спостерігайте за дифузією кольору в желатин.
Використовуйте паперові рушники як проникну мембрану, щоб продемонструвати, що дрібні молекули можуть дифундувати через бар’єр від однієї рідини до іншої. Наповніть банку водою і накрийте отвір паперовим рушником таким чином, щоб центр паперового рушника звисав у воді. Нанесіть харчовий барвник у воду, яка заповнює паперовий рушник, і спостерігайте, як колір дифундує через бар’єр. Проведіть експеримент при різних температурах, щоб показати, як температура впливає на дифузію.
Харчовий барвник, який дифузується через паперовий рушник, демонструє дифузію малих молекул через бар’єр, але сама рідина також може дифундувати через бар’єр. Осмос - це коли рідина, що містить лише кілька дрібних молекул, дифундує через бар’єр, розбавляючи розчин високою концентрацією дрібних молекул. Продемонструйте це за допомогою яєць. Замочіть сирі яйця на дві доби в оцті, який розчинить шкаралупу і залишить мембрану. Виміряйте розмір яйця. Знову замочіть яйце в чистій воді на ніч. Чиста вода буде дифузувати через бар’єрну мембрану, розріджуючи солону воду всередині яйця і збільшуючи розмір яйця.