Hvis vi ser nøje efter, kan røgen fra afbrændingen stadig ses i starten. Efter et stykke tid er røgen usynlig. Har du nogensinde brugt parfume? Selv hvis du sprayer parfume på dit værelse, kan andre udenfor huset stadig lugte duften. Ligeledes, hvis din mor laver et lækkert og appetitligt måltid i køkkenet, kan aromaen lugtes fra naboernes huse. Hvorfor er det sådan?
Forståelse af diffusion
Der er mange andre eksempler. Hvis du putter et par dråber blæk eller frugtfarve i et glas klart vand, vil blækket eller frugtfarven fordele sig jævnt i vandet. Dette sker automatisk. De foregående eksempler er diffusionshændelser, der ofte opleves i hverdagen. Diffusion er processen med at flytte molekyler af et stof fra et område med høj koncentration til et område med lav koncentration. Koncentration refererer til antallet af molekyler/mol af et stof pr. volumen. Et sted med høj koncentration er, hvor der er mange molekyler af et stof pr. volumen. Omvendt er et sted med lav koncentration, hvor der er få molekyler pr. volumen.
Når man brænder affald, er røgkoncentrationen omkring forbrændingsanlægget normalt ret høj. På grund af forskellen i koncentration spredes røgmolekylerne automatisk fra områder med høj koncentration til områder med lav koncentration. Røgmolekylerne, der oprindeligt klumpede sig sammen, spredes til sidst i alle retninger.
Når du sprayer parfume på din krop, har det område, hvor parfumen sprayes, en høj koncentration. På grund af denne forskel i koncentration bevæger parfumemolekylerne sig fra området med høj koncentration til området med lav koncentration. Når du tilsætter et par dråber blæk eller frugtfarve til et glas klart vand, har det område, hvor blækket eller frugtfarven først blev påført, normalt en højere koncentration. På grund af denne forskel i koncentration diffunderer blæk- eller frugtfarvemolekylerne i hele området med lav koncentration. Diffusionsprocessen stopper, når koncentrationen af blækmolekyler i alle områder af vandet er ens.
Diffusion og kinetisk teori
Det er vigtigt at bemærke, at diffusionsprocessen kan forklares ved hjælp af kinetisk teori. Kinetisk teori siger, at ethvert stof er sammensat af molekyler, og disse molekyler er i kontinuerlig, tilfældig bevægelse. For at forstå dette, se på billedet nedenfor. Hele beholderen er fyldt med vand. Fordi der er dryppet blæk ned i den, har vandet på overfladen af beholderen en højere koncentration end vandet i bunden.
C1 er den del af cylinderen eller den del af vandet, der har en høj koncentration, mens C2 er den del af cylinderen eller den del af vandet, der har en lav koncentration. For at forenkle analysen vil vi kun undersøge bevægelsen af blækmolekylerne i midten af cylinderen.
Antallet af blækmolekyler ved C1 er større (høj koncentration) end blækmolekylerne ved C2 ( lav koncentration). Fordi blækmolekylerne konstant bevæger sig tilfældigt, har blækmolekylerne ved C1 en større sandsynlighed for at bevæge sig mod cylinderens centrum ( Δx ). Omvendt er antallet af blækmolekyler ved C2 meget lille, så de har en meget lille sandsynlighed for at bevæge sig mod cylinderens centrum ( Δx ).
Diffusionshastighed
Der vil således være en samlet strøm af blækmolekyler fra C1 til C2 . Ifølge forskning udført af en fysiolog ved navn Adolf Fick (1829-1901) blev det konstateret, at diffusionshastigheden er direkte proportional med forskellen i koncentration (C2 - C1 ) . Jo større forskellen i koncentration er, desto større er strømningshastigheden for stoffets molekyler. Omvendt, jo mindre forskellen i koncentration er, desto mindre er strømningshastigheden for stoffets molekyler. Dette kan være i overensstemmelse med vores antagelse om, at forskellen i koncentration også påvirker molekylernes strømningshastighed. Ud over at bevæge sig fra sted til sted ved diffusion kan molekyler af stoffer (især gasser) også bevæge sig fra et sted til et andet ved hjælp af vinden.
Anvendelse af diffusion i hverdagen
Uden diffusion ville din elskede partner ikke kunne nyde duften af din parfume. Uden diffusion ville den lækre og appetitlige aroma af din mors madlavning i køkkenet ikke være i stand til at bryde dine drømmerier og give dig lyst til hurtigt at spise færdigt med det nærende måltid på spisebordet. 😉 Diffusion spiller også en meget vigtig rolle i overlevelsen af mennesker, dyr, planter osv.
Planter kræver typisk kuldioxid (CO2 ) til fotosyntese. Fordi der er forskel i CO2-koncentrationen mellem bladets inderside og luften udefra, diffunderer CO2- molekyler ind i bladet gennem stomata. Omvendt diffunderer vanddamp og ilt ud. Ud over planter kan katte, mus osv. også kvæles, hvis der ikke er diffusion. Mens planter kræver CO2 til fotosyntese, kræver katte, mus osv. ilt til enhver energiproducerende reaktion. For at nå cellerne bevæger iltmolekyler sig ved diffusion.
