Hvis vi ser nøye etter, kan røyken fra brenningen fortsatt sees i starten. Etter en stund er røyken usynlig. Har du noen gang brukt parfyme? Selv om du sprayer parfyme på rommet ditt, kan andre utenfor huset fortsatt lukte duften. På samme måte, hvis moren din lager et deilig og appetittvekkende måltid på kjøkkenet, kan aromaen luktes fra naboenes hus. Hvorfor er det slik?
Forståelse av diffusjon
Det finnes mange andre eksempler. Hvis du har noen dråper blekk eller konditorfarge i et glass med klart vann, vil blekket eller konditorfargen fordele seg jevnt i vannet. Dette skjer automatisk. De foregående eksemplene er diffusjonshendelser som ofte oppleves i hverdagen. Diffusjon er prosessen med å flytte molekyler av et stoff fra et område med høy konsentrasjon til et område med lav konsentrasjon. Konsentrasjon refererer til antall molekyler/mol av et stoff per volum. Et sted med høy konsentrasjon er der det er mange molekyler av et stoff per volum. Omvendt er et sted med lav konsentrasjon der det er få molekyler per volum.
Når du brenner søppel, er røykkonsentrasjonen rundt forbrenningsovnen vanligvis ganske høy. På grunn av forskjellen i konsentrasjon sprer røykmolekylene seg automatisk fra områder med høy konsentrasjon til områder med lav konsentrasjon. Røykmolekylene, som i utgangspunktet klumpet seg sammen, sprer seg etter hvert i alle retninger.
Når du sprayer parfyme på kroppen, har området der parfymen sprayes en høy konsentrasjon. På grunn av denne forskjellen i konsentrasjon beveger parfymemolekylene seg fra området med høy konsentrasjon til området med lav konsentrasjon. Når du tilsetter noen dråper blekk eller konditorfarge i et glass med klart vann, har området der blekket eller konditorfargen først ble påført vanligvis en høyere konsentrasjon. På grunn av denne forskjellen i konsentrasjon diffunderer blekk- eller konditorfargemolekylene gjennom området med lav konsentrasjon. Diffusjonsprosessen stopper når konsentrasjonen av blekkmolekyler i alle områder av vannet er lik.
Diffusjon og kinetisk teori
Det er viktig å merke seg at diffusjonsprosessen kan forklares ved hjelp av kinetisk teori. Kinetisk teori sier at ethvert stoff er sammensatt av molekyler, og disse molekylene er i kontinuerlig, tilfeldig bevegelse. For å forstå dette, se på bildet nedenfor. Hele beholderen er fylt med vann. Fordi blekk har blitt dryppet ned i den, har vannet på overflaten av beholderen en høyere konsentrasjon enn vannet på bunnen.
C1 er den delen av sylinderen eller den delen av vannet som har en høy konsentrasjon, mens C2 er den delen av sylinderen eller den delen av vannet som har lav konsentrasjon. For å forenkle analysen vil vi bare undersøke bevegelsen til blekkmolekylene i midten av sylinderen.
Antallet blekkmolekyler ved C1 er større (høy konsentrasjon) enn blekkmolekylene ved C2 ( lav konsentrasjon). Fordi blekkmolekylene konstant beveger seg tilfeldig, har blekkmolekylene ved C1 større sannsynlighet for å bevege seg mot sentrum av sylinderen ( Δx ). Omvendt er antallet blekkmolekyler ved C2 svært lite, så de har svært liten sannsynlighet for å bevege seg mot sentrum av sylinderen ( Δx ).
Diffusjonshastighet
Dermed vil det være en total strøm av blekkmolekyler fra C1 til C2 . Ifølge forskning utført av en fysiolog ved navn Adolf Fick (1829-1901), ble det funnet at diffusjonshastigheten er direkte proporsjonal med forskjellen i konsentrasjon (C2 - C1 ) . Jo større forskjellen i konsentrasjon er, desto større er strømningshastigheten til stoffets molekyler. Omvendt, jo mindre forskjellen i konsentrasjon er, desto mindre er strømningshastigheten til stoffets molekyler. Dette kan være i samsvar med vår antagelse om at forskjellen i konsentrasjon også påvirker molekylenes strømningshastighet. I tillegg til å bevege seg fra sted til sted ved diffusjon, kan molekyler av stoffer (spesielt gasser) også bevege seg fra ett sted til et annet ved hjelp av vind.
Anvendelse av diffusjon i hverdagen
Uten diffusjon ville ikke din kjære partner kunne nyte duften av parfymen din. Uten diffusjon ville ikke den deilige og appetittvekkende aromaen av morens matlaging på kjøkkenet kunne bryte dagdrømmen din og få deg til å ville spise opp det næringsrike måltidet på spisebordet raskt. 😉 Diffusjon spiller også en svært viktig rolle i overlevelsen til mennesker, dyr, planter osv.
Planter trenger vanligvis karbondioksid (CO2 ) for fotosyntese. Fordi det er en forskjell i CO2-konsentrasjonen mellom innsiden av bladet og luften utenfor, diffunderer CO2- molekyler inn i bladet gjennom stomata. Omvendt diffunderer vanndamp og oksygen ut. I tillegg til planter kan katter, mus osv. også kveles hvis det ikke er diffusjon. Mens planter trenger CO2 for fotosyntese, trenger katter, mus osv. oksygen for hver energiproduserende reaksjon. For å nå cellene beveger oksygenmolekylene seg ved diffusjon.
