Se osserviamo attentamente, inizialmente si può notare il fumo della combustione. Dopo un po', il fumo non è più visibile. Avete mai usato del profumo? Anche se lo spruzzate nella stanza, le persone fuori casa possono comunque percepirne la fragranza. Se la mamma cucina un piatto delizioso e appetitoso in cucina, l'aroma si può sentire anche dalla casa del vicino. Perché succede questo?
Esistono molti altri esempi. Se si versano alcune gocce di inchiostro in un bicchiere contenente acqua limpida, l'inchiostro o il colorante alimentare si diffonderanno uniformemente nell'acqua. Questo avviene automaticamente. Alcuni esempi precedenti riguardano fenomeni di diffusione che si verificano spesso nella vita di tutti i giorni. La diffusione è il processo di spostamento di sostanze da una zona ad alta concentrazione a una a bassa concentrazione. Per concentrazione si intende il numero di molecole/moli di una sostanza per unità di volume. Un luogo ad alta concentrazione è un luogo in cui sono presenti molte molecole di una sostanza per unità di volume. Al contrario, un luogo a bassa concentrazione è un luogo in cui sono presenti poche molecole per unità di volume.
Quando si bruciano i rifiuti, di solito la concentrazione di fumo intorno alla spazzatura in fiamme è piuttosto elevata. Poiché esistono diverse concentrazioni, le molecole di fumo si diffondono automaticamente dalle zone ad alta concentrazione a quelle a bassa concentrazione. Le molecole di fumo che inizialmente si erano unite finiscono per disperdersi in tutte le direzioni.
Quando si spruzza del profumo sul corpo, la zona in cui viene applicato presenta un'alta concentrazione. A causa di queste differenze di concentrazione, le molecole di profumo si spostano dalle zone ad alta concentrazione a quelle a bassa concentrazione. Allo stesso modo, quando si versano alcune gocce di inchiostro o colorante alimentare in un bicchiere d'acqua limpida, la parte dell'acqua che viene toccata per prima ha solitamente una concentrazione più elevata. Poiché esistono diverse concentrazioni, le molecole di inchiostro o colorante si diffondono in tutte le parti dell'acqua a bassa concentrazione. Il processo di diffusione si arresta quando la concentrazione di molecole di inchiostro in tutte le parti dell'acqua si uniforma.
Si prega di notare che il processo di diffusione può essere spiegato utilizzando la teoria cinetica. La teoria cinetica afferma che ogni sostanza è composta da molecole e che queste molecole si muovono continuamente in modo casuale. Per comprendere meglio questo concetto, si osservi l'immagine sottostante. Tutte le parti del contenitore sono riempite d'acqua. Poiché l'inchiostro gocciola, l'acqua sulla superficie del contenitore ha una concentrazione maggiore rispetto all'acqua sul fondo.
C1 è una parte cilindrica o parte dell'acqua che ha un'alta concentrazione, mentre C2 Si tratta di una parte cilindrica o di una porzione di acqua a bassa concentrazione. Per facilitare l'analisi, osserviamo solo i movimenti delle molecole di inchiostro al centro del cilindro.
Il numero di molecole di inchiostro in C1 è più (alta concentrazione) delle molecole di inchiostro in C2 (bassa concentrazione). Poiché le molecole di inchiostro si muovono in modo casuale, le molecole di inchiostro in C1 hanno una maggiore probabilità di muoversi verso il centro del cilindro (Δx). Al contrario, il numero di molecole di inchiostro in C2 è minuscolo in modo che abbia poca possibilità di muoversi verso il centro del cilindro (Δx). Pertanto, ci sarà un flusso totale di molecole di inchiostro da C1 a C2. Dalle ricerche condotte da un fisiologo di nome Adolf Fick (1829-1901), si è scoperto che la velocità di diffusione era direttamente proporzionale alla differenza di concentrazione (C2 - C1Maggiore è la differenza di concentrazione, maggiore è la velocità di flusso delle molecole della sostanza.
Al contrario, minore è la differenza di concentrazione, minore è la velocità di flusso delle molecole delle sostanze. Ciò può essere dovuto alle nostre aspettative, secondo le quali le differenze di concentrazione influenzano anche la velocità di flusso delle molecole. Oltre a spostarsi per diffusione, le molecole delle sostanze (soprattutto quelle gassose) possono anche muoversi da un luogo all'altro grazie all'azione del vento.
Applicazione della diffusione nella vita quotidiana
Senza diffusione, la tua amata fidanzata non potrebbe godersi il tuo profumo. Allo stesso modo, senza diffusione, l'aroma della cucina di tua madre, con i suoi piatti deliziosi e invitanti, non potrebbe dissipare i tuoi sogni ad occhi aperti e il desiderio di gustare subito il cibo nutriente che ti aspetta in tavola. La diffusione svolge inoltre un ruolo fondamentale per la sopravvivenza di esseri umani, animali, piante, ecc.
Le piante in genere necessitano di anidride carbonica (CO₂ ) per svolgere la fotosintesi. Poiché esiste una differenza di concentrazione di CO₂ tra l'interno della foglia e l'aria, le molecole di CO₂ diffondono all'interno della foglia attraverso gli stomi. Al contrario, il vapore acqueo e l'ossigeno diffondono verso l'esterno. Oltre alle piante, anche gatti, topi, ecc. possono soffocare in assenza di diffusione. Se le piante hanno bisogno di CO₂ per la fotosintesi, allora gatti, topi, ecc. hanno bisogno di ossigeno per ogni reazione che produce energia. Le molecole di ossigeno si muovono per diffusione per raggiungere l'interno delle cellule.
