Диффузия происходит из-за случайного движения частиц. Это обычно происходит из-за градиента концентрации, что означает, что молекулы перемещаются из области высокой концентрации в область более низкой концентрации.
Пример показан на изображении выше. Когда краситель добавляется в раствор, он со временем диффундирует. Сначала вы видите полосы синего цвета, проходящие через раствор, пока, наконец, весь раствор не станет синим, потому что концентрация красителя везде одинакова. В этот момент, хотя молекулы красителя все еще движутся, вы не сможете их почувствовать, поскольку синий краситель рассеял и окрасил весь объем жидкости.
Диффузия, таким образом, является пассивным процессом (это означает, что он не требует затрат энергии). Вещество перемещается из области высокой концентрации в область более низкой концентрации. Это движение продолжается до тех пор, пока концентрация вещества не выровняется. Как только концентрация выровняется, вещество все еще движется, но больше не будет иметь градиент концентрации. Это состояние называется динамическим равновесием.
Молекулы постоянно движутся вокруг из-за количества тепловой энергии, которую они имеют. Это движение зависит от размера частицы и среды, в которой она находится. Частицы всегда будут перемещаться в среде, но на общую скорость диффузии могут влиять многие факторы.
Концентрация: диффузия молекул полностью зависит от перемещения из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией. Другими словами, диффузия происходит вниз по градиенту концентрации рассматриваемой молекулы. Если разница в концентрации выше, то молекулы будут снижаться градиент концентрации быстрее. Если разница в концентрации не так велика, молекулы не будут двигаться так быстро, и скорость диффузии уменьшится.
Температура: частицы движутся из-за кинетической энергии, связанной с ними. По мере повышения температуры кинетическая энергия, связанная с каждой частицей, также увеличивается. В результате частицы будут двигаться быстрее. Если они могут двигаться быстрее, то они также могут распространяться быстрее. И наоборот, когда кинетическая энергия, связанная с молекулами, уменьшается, их движение уменьшается. В результате скорость диффузии будет ниже.
Масса частиц: более тяжелые частицы будут двигаться медленнее и, следовательно, будут иметь меньшую скорость диффузии. С другой стороны, более мелкие частицы будут диффундировать быстрее, потому что они могут двигаться быстрее. Как и все ключевые факторы, влияющие на диффузию, движение частицы имеет первостепенное значение при определении замедления или ускорения диффузии.
Свойства растворителя: вязкость и плотность сильно влияют на диффузию. Если среда, через которую должна распространяться данная частица, является очень плотной или вязкой, то частице будет труднее диффундировать через нее. Так что скорость диффузии будет ниже. Если среда менее плотная или менее вязкая, частицы смогут двигаться быстрее и быстрее диффундировать.
Все факторы, влияющие на диффузию, могут иметь комбинированный эффект. Например, маленький ион может диффундировать быстрее через вязкий раствор, чем большая молекула сахара. Ион имеет меньший размер и поэтому может двигаться быстрее. Большая молекула сахара движется медленнее из-за своего размера. Вязкость раствора влияет на оба, но усугубит замедленную диффузию, которой подвергается большая молекула
© digitrode.ru