Τέσσερα πράγματα που επηρεάζουν τον ρυθμό διάχυσης

Η διάχυση συμβαίνει λόγω της τυχαίας κίνησης των σωματιδίων. Συνήθως συμβαίνει λόγω κλίσης συγκέντρωσης, που σημαίνει ότι τα μόρια μετακινούνται από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης.

Ένα παράδειγμα φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Όταν προστίθεται βαφή στο διάλυμα, διαχέεται με την πάροδο του χρόνου. Αρχικά βλέπετε λωρίδες μπλε να κινούνται μέσα στο διάλυμα μέχρι που τελικά ολόκληρο το διάλυμα γίνεται μπλε επειδή η συγκέντρωση της βαφής είναι η ίδια παντού. Σε αυτό το σημείο, αν και τα μόρια της βαφής εξακολουθούν να κινούνται, δεν θα μπορείτε να το αντιληφθείτε καθώς η μπλε χρωστική έχει διαχυθεί και χρωματίσει ολόκληρο τον όγκο του υγρού.

Η διάχυση είναι επομένως μια παθητική διαδικασία (που σημαίνει ότι δεν απαιτεί την εισαγωγή ενέργειας). Μια ουσία μετακινείται από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης. Αυτή η κίνηση συνεχίζεται μέχρι να εξομαλυνθεί η συγκέντρωση της ουσίας. Μόλις εξισορροπηθεί η συγκέντρωση, η ουσία εξακολουθεί να κινείται αλλά δεν θα έχει πλέον κλίση συγκέντρωσης. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται δυναμική ισορροπία .

Ποιοι Παράγοντες Επηρεάζουν τον Ρυθμό Διάχυσης;

Τα μόρια κινούνται συνεχώς λόγω της ποσότητας θερμικής ενέργειας που διαθέτουν. Αυτή η κίνηση επηρεάζεται από το μέγεθος του σωματιδίου και το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται το σωματίδιο. Τα σωματίδια θα κινούνται πάντα σε ένα μέσο, ​​αλλά ο συνολικός ρυθμός διάχυσης μπορεί να επηρεαστεί από πολλούς παράγοντες.

Συγκέντρωση :Η διάχυση των μορίων εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τη μετακίνηση από μια περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης. Με άλλα λόγια, η διάχυση συμβαίνει κάτω από τη βαθμίδα συγκέντρωσης του εν λόγω μορίου. Εάν η διαφορά στη συγκέντρωση είναι μεγαλύτερη, τότε τα μόρια θα κατέβουν τη βαθμίδα συγκέντρωσης πιο γρήγορα. Εάν δεν υπάρχει τόσο μεγάλη διαφορά στη συγκέντρωση, τα μόρια δεν θα κινηθούν τόσο γρήγορα και ο ρυθμός διάχυσης θα μειωθεί.

Θερμοκρασία: Τα σωματίδια κινούνται λόγω της κινητικής ενέργειας που σχετίζεται με αυτά. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η κινητική ενέργεια που σχετίζεται με κάθε σωματίδιο αυξάνεται επίσης. Ως αποτέλεσμα, τα σωματίδια θα κινούνται πιο γρήγορα. Εάν μπορούν να κινηθούν πιο γρήγορα, τότε μπορούν επίσης να διαχέονται πιο γρήγορα. Αντίθετα, όταν η κινητική ενέργεια που σχετίζεται με τα μόρια μειώνεται, μειώνεται και η κίνησή τους. Ως αποτέλεσμα, ο ρυθμός διάχυσης θα είναι πιο αργός.

Μάζα σωματιδίων: Τα βαρύτερα σωματίδια θα κινούνται πιο αργά και έτσι θα έχουν πιο αργό ρυθμό διάχυσης. Τα μικρότερα σωματίδια από την άλλη θα διαχέονται γρηγορότερα επειδή μπορούν να κινηθούν πιο γρήγορα. Όπως είναι το κλειδί με όλους τους παράγοντες που επηρεάζουν τη διάχυση, η κίνηση του σωματιδίου είναι πρωταρχικής σημασίας για τον προσδιορισμό του εάν η διάχυση επιβραδύνεται ή επιταχύνεται.

Ιδιότητες διαλύτη: Το ιξώδες και η πυκνότητα επηρεάζουν πολύ τη διάχυση. Εάν το μέσο στο οποίο πρέπει να διαχυθεί ένα δεδομένο σωματίδιο είναι πολύ πυκνό ή παχύρρευστο, τότε το σωματίδιο θα δυσκολευτεί να διαχυθεί μέσα από αυτό. Έτσι ο ρυθμός διάχυσης θα είναι χαμηλότερος. Εάν το μέσο είναι λιγότερο πυκνό ή λιγότερο ιξώδες, τότε τα σωματίδια θα μπορούν να κινούνται πιο γρήγορα και θα διαχέονται πιο γρήγορα.

Όλοι οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διάχυση μπορούν να έχουν συνδυαστική επίδραση. Για παράδειγμα, ένα μικρό ιόν μπορεί να διαχέεται πιο γρήγορα μέσα από ένα παχύρρευστο διάλυμα από ένα μεγάλο μόριο σακχάρου. Το ιόν έχει μικρότερο μέγεθος και έτσι μπορεί να κινηθεί πιο γρήγορα. Το μεγάλο μόριο ζάχαρης κινείται πιο αργά λόγω του μεγέθους του. Το ιξώδες του διαλύματος επηρεάζει και τα δύο, αλλά θα επιβαρύνει την αργή διάχυση που υφίσταται το μεγαλύτερο μόριο.

Συμβουλές

• Οποιοσδήποτε παράγοντας που επιταχύνει την κίνηση των σωματιδίων μέσω ενός μέσου θα έχει ως αποτέλεσμα ταχύτερο ρυθμό διάχυσης.