Če pogledamo od blizu, je dim od gorenja sprva še vedno viden. Čez nekaj časa dim ni več viden. Ste že kdaj uporabili parfum? Tudi če parfum popršite v svoji sobi, lahko drugi zunaj hiše še vedno zavohajo vonj. Podobno, če vaša mama v kuhinji kuha okusen in slasten obrok, se vonj širi iz sosedovih hiš. Zakaj je temu tako?
Razumevanje difuzije
Obstaja še veliko drugih primerov. Če v kozarec čiste vode kanete nekaj kapljic črnila ali barvila za živila, se bo črnilo ali barvilo za živila enakomerno porazdelilo po vodi. To se zgodi samodejno. Prejšnji primeri so difuzijski dogodki, ki jih pogosto doživljamo v vsakdanjem življenju. Difuzija je proces premikanja molekul snovi iz območja z visoko koncentracijo na območje z nizko koncentracijo. Koncentracija se nanaša na število molekul/molov snovi na volumen. Mesto z visoko koncentracijo je mesto, kjer je veliko molekul snovi na volumen. Nasprotno pa je mesto z nizko koncentracijo tam, kjer je malo molekul na volumen.
Ko sežigate smeti, je koncentracija dima okoli sežigalnice običajno precej visoka. Zaradi razlike v koncentraciji se molekule dima samodejno širijo z območij z visoko koncentracijo na območja z nizko koncentracijo. Molekule dima, ki so se sprva zbrale skupaj, se sčasoma razpršijo v vse smeri.
Ko popršite parfum po telesu, ima območje, kamor je parfum popršen, visoko koncentracijo. Zaradi te razlike v koncentraciji se molekule parfuma premaknejo z območja visoke koncentracije na območje nizke koncentracije. Ko v kozarec čiste vode dodate nekaj kapljic črnila ali živilskega barvila, ima območje, kjer ste črnilo ali živilsko barvilo prvič nanesli, običajno višjo koncentracijo. Zaradi te razlike v koncentraciji se molekule črnila ali živilskega barvila razpršijo po območju nizke koncentracije. Proces difuzije se ustavi, ko je koncentracija molekul črnila na vseh območjih vode enaka.
Difuzija in kinetična teorija
Pomembno je omeniti, da je proces difuzije mogoče razložiti s kinetično teorijo. Kinetična teorija pravi, da je vsaka snov sestavljena iz molekul, ki so v neprekinjenem, naključnem gibanju. Da bi to razumeli, si oglejte spodnjo sliko. Celotna posoda je napolnjena z vodo. Ker je vanjo kapljalo črnilo, ima voda na površini posode višjo koncentracijo kot voda na dnu.
C1 je del valja ali del vode z visoko koncentracijo, medtem ko je C2 je del valja oziroma del vode z nizko koncentracijo. Za poenostavitev analize bomo preučili le gibanje molekul črnila v središču valja.
Število molekul črnila pri C1 je večje (visoka koncentracija) kot molekul črnila pri C2 ( nizka koncentracija). Ker se molekule črnila nenehno naključno gibljejo, je večja verjetnost, da se molekule črnila pri C1 premaknejo proti središču valja ( Δx ). Nasprotno pa je število molekul črnila pri C2 zelo majhno, zato je zelo majhna verjetnost, da se premaknejo proti središču valja ( Δx ).
Stopnja difuzije
Tako bo prišlo do skupnega pretoka molekul črnila od C1 do C2 . Glede na raziskavo fiziologa Adolfa Ficka (1829–1901) je bilo ugotovljeno, da je hitrost difuzije neposredno sorazmerna z razliko v koncentraciji (C2 – C1 ) . Večja kot je razlika v koncentraciji, večja je hitrost pretoka molekul snovi. Nasprotno, manjša kot je razlika v koncentraciji, manjša je hitrost pretoka molekul snovi. To je lahko v skladu z našo predpostavko, da razlika v koncentraciji vpliva tudi na hitrost pretoka molekul. Poleg tega, da se molekule snovi (zlasti plinov) premikajo z enega mesta na drugo z difuzijo, se lahko z enega mesta na drugega premikajo tudi s pomočjo vetra.
Uporaba difuzije v vsakdanjem življenju
Brez difuzije vaš ljubljeni partner ne bi mogel uživati v vonju vašega parfuma. Brez difuzije okusna in slastna aroma maminega kuhanja v kuhinji ne bi mogla prekiniti vašega sanjarjenja in vas spodbuditi, da bi hitro pojedli hranljiv obrok na jedilni mizi. 😉 Difuzija igra zelo pomembno vlogo tudi pri preživetju ljudi, živali, rastlin itd.
Rastline običajno za fotosintezo potrebujejo ogljikov dioksid (CO2 ) . Ker obstaja razlika v koncentraciji CO2 med notranjostjo lista in zunanjim zrakom, molekule CO2 difundirajo v list skozi listne reže. Nasprotno pa vodna para in kisik difundirata ven. Poleg rastlin se lahko tudi mačke, miši itd. zadušijo, če ni difuzije. Medtem ko rastline potrebujejo CO2 za fotosintezo, mačke, miši itd. potrebujejo kisik za vsako reakcijo, ki proizvaja energijo. Da bi dosegle celice, se molekule kisika premikajo z difuzijo.
