Si observamos con atención, al principio se puede ver el humo de la combustión. Después de un rato, ya no se ve. ¿Has usado perfume? Aunque rocíes perfume en la habitación, otras personas que están fuera de casa también pueden percibir su fragancia. Si tu madre cocina una comida deliciosa y apetitosa en la cocina, el aroma se puede sentir incluso en la casa del vecino. ¿Por qué sucede esto?
Existen muchos otros ejemplos. Si se vierten unas gotas de tinta en un vaso con agua clara, la tinta o el colorante alimentario se distribuirán uniformemente por toda el agua. Esto ocurre automáticamente. Algunos ejemplos anteriores son los fenómenos de difusión que se experimentan con frecuencia en la vida cotidiana. La difusión es el proceso de desplazamiento de sustancias desde una zona de alta concentración a una de baja concentración. La concentración se define como el número de moléculas o moles de una sustancia por unidad de volumen. Un lugar de alta concentración es aquel donde hay muchas moléculas de sustancia por unidad de volumen. Por el contrario, las bajas concentraciones son aquellas donde hay pocas moléculas por unidad de volumen.
Al quemar basura, la concentración de humo alrededor de los residuos suele ser bastante alta. Debido a estas diferencias de concentración, las moléculas de humo se dispersan automáticamente desde las zonas de mayor concentración hacia las de menor concentración. Las moléculas de humo que inicialmente se unieron, con el tiempo, se dispersaron en todas direcciones.
Cuando te aplicas perfume en el cuerpo, la zona donde se rocía tiene una alta concentración. Debido a las diferencias de concentración, las moléculas de perfume se desplazan de las zonas de mayor concentración a las de menor concentración. De igual manera, cuando añades unas gotas de tinta o colorante alimentario a un vaso de agua limpia, la parte del agua donde cae primero suele tener una mayor concentración. Debido a estas diferencias de concentración, las moléculas de tinta o colorante se dispersan por el resto del agua, incluso en las zonas de menor concentración. Este proceso de difusión se detiene cuando la concentración de moléculas de tinta es la misma en todo el agua.
Tenga en cuenta que el proceso de difusión se puede explicar mediante la teoría cinética. Esta teoría establece que toda sustancia está compuesta de moléculas que se mueven continuamente de forma aleatoria. Para comprenderlo mejor, observe la imagen a continuación. Todas las partes del recipiente están llenas de agua. Debido a que la tinta gotea, el agua en la superficie del recipiente tiene una concentración mayor que el agua en el fondo.
C1 es una parte cilíndrica o parte del agua que tiene una alta concentración, mientras que C2 es una parte cilíndrica o una porción de agua con baja concentración. Para facilitar el análisis, solo observamos el movimiento de las moléculas de tinta en el centro del cilindro.
El número de moléculas de tinta en C1 es más (alta concentración) que las moléculas de tinta en C2 (baja concentración). Debido a que las moléculas de tinta se mueven aleatoriamente, las moléculas de tinta en C1 tienen una mayor probabilidad de moverse hacia el centro del cilindro (Δx). Por el contrario, el número de moléculas de tinta en C2 es diminuto, por lo que tiene poca posibilidad de moverse hacia el centro del cilindro (Δx). Por lo tanto, habrá un flujo total de moléculas de tinta desde C1 a C2Mediante una investigación realizada por un fisiólogo llamado Adolf Fick (1829-1901), se descubrió que la tasa de difusión era directamente proporcional a la diferencia de concentración (C2 - C1Cuanto mayor sea la diferencia de concentración, mayor será la velocidad de flujo de las moléculas de la sustancia.
Por el contrario, cuanto menor sea la diferencia de concentración, menor será el caudal de las moléculas de las sustancias. Esto puede deberse a nuestra expectativa de que las diferencias de concentración también influyen en el caudal de las moléculas. Además de intercambiar lugares por difusión, las moléculas de las sustancias (especialmente las gaseosas) también pueden moverse de un lugar a otro con la ayuda del viento.
Aplicación de la difusión en la vida cotidiana
Sin difusión, tu amada novia no podría disfrutar de tu perfume. De igual manera, sin difusión, el aroma de la deliciosa y apetitosa comida casera de tu madre no podría disipar tus ensoñaciones ni tu deseo de comer rápidamente los alimentos nutritivos disponibles en la mesa. La difusión también desempeña un papel fundamental en la supervivencia de los seres humanos, los animales, las plantas, etc.
Las plantas generalmente requieren dióxido de carbono (CO₂ ) para realizar la fotosíntesis. Debido a la diferencia en la concentración de CO₂ entre el interior de la hoja y el aire, las moléculas de CO₂ se difunden hacia el interior de la hoja a través de los estomas. En cambio, el vapor de agua y el oxígeno se difunden hacia el exterior. Además de las plantas, los gatos, ratones, etc., también pueden asfixiarse si no hay difusión. Si las plantas necesitan CO₂ para realizar la fotosíntesis, entonces los gatos, ratones, etc., necesitan oxígeno para cada reacción que produce energía. Las moléculas de oxígeno se mueven por difusión para llegar al interior de las células.
