Dikkatlice bakarsak, yanmadan çıkan dumanı başlangıçta görebiliriz. Bir süre sonra duman görünmez hale gelir. Parfüm kullandınız mı hiç? Odaya parfüm sıksanız bile, evin dışında olan diğer insanlar da parfümün kokusunu hissedebilir. Anneniz mutfakta lezzetli ve iştah açıcı yemekler pişirirse, yemek kokusu komşunun evinden bile hissedilebilir. Bunun sebebi nedir?
Başka birçok örnek de var. Berrak su dolu bir bardağa birkaç damla mürekkep damlatırsanız, mürekkep veya gıda boyası suyun içinde eşit şekilde yayılır. Bu otomatik olarak gerçekleşir. Önceki örneklerden bazıları, günlük hayatta sıklıkla deneyimlenen difüzyon olaylarıdır. Difüzyon, maddelerin yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyona doğru hareket etme sürecidir. Konsantrasyon ile kastedilen, bir hacim başına madde molekülü/mol sayısıdır. Yüksek konsantrasyonlu bir yer, hacim başına çok sayıda madde molekülünün bulunduğu bir yerdir. Tersine, düşük konsantrasyonlu yerler, hacim başına az sayıda molekülün bulunduğu yerlerdir.
Çöp yakıldığında, genellikle yanan çöpün etrafındaki duman yoğunluğu oldukça yüksektir. Farklı yoğunluklar olduğundan, duman molekülleri otomatik olarak yüksek yoğunluktan düşük yoğunluka doğru yayılır. Başlangıçta bir araya gelen duman molekülleri sonunda her yöne dağılır.
Vücuda parfüm sıktığınızda, parfümün sıkıldığı yerde konsantrasyon yüksektir. Konsantrasyon farklılıkları nedeniyle, parfüm molekülleri yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyona doğru hareket eder. Bir bardak berrak suya birkaç damla mürekkep veya gıda boyası damlattığınızda, mürekkep veya gıda boyasının ilk damladığı kısım genellikle daha yüksek konsantrasyona sahiptir. Konsantrasyon farklılıkları nedeniyle, mürekkep molekülleri veya gıda boyası molekülleri, düşük konsantrasyona sahip suyun tüm kısımlarına yayılır. Difüzyon süreci, suyun tüm kısımlarındaki mürekkep molekülü konsantrasyonu eşitlendikten sonra durur.
Difüzyon sürecinin kinetik teori kullanılarak açıklanabileceğini lütfen unutmayın. Kinetik teori, her maddenin moleküllerden oluştuğunu ve bu moleküllerin sürekli ve rastgele hareket ettiğini belirtir. Bunu anlamak için aşağıdaki resme bakın. Kabın tüm kısımları suyla doludur. Mürekkep damlatıldığı için, kabın yüzeyindeki suyun konsantrasyonu, dibindeki sudan daha yüksektir.
C1 C, suyun yüksek konsantrasyona sahip silindirik bir parçası veya bölümüdür, C ise...2 Silindirik bir kısım veya suyun düşük konsantrasyonlu bir bölümüdür. Analizi kolaylaştırmak için, yalnızca silindirin merkezindeki mürekkep moleküllerinin hareketlerine bakarız.
C'deki mürekkep molekülü sayısı1 C'deki mürekkep moleküllerinden daha fazladır (yüksek konsantrasyon).2 (düşük konsantrasyon). Mürekkep molekülleri rastgele hareket ettiğinden, C'deki mürekkep molekülleri1 Silindirin merkezine doğru hareket etme olasılığı daha yüksektir (Δx). Aksine, C'deki mürekkep molekülü sayısı2 C noktası çok küçüktür, bu nedenle silindirin merkezine doğru hareket etme olasılığı çok azdır (Δx). Dolayısıyla, C noktasından mürekkep moleküllerinin toplam akışı gerçekleşecektir.1 C'ye2Fizyolog Adolf Fick (1829-1901) tarafından yapılan araştırmalar sonucunda, difüzyon hızının konsantrasyon farkıyla (C) doğru orantılı olduğu bulunmuştur.2 - C1Konsantrasyon farkı ne kadar büyük olursa, madde moleküllerinin akış hızı da o kadar yüksek olur.
Tersine, konsantrasyon farkı ne kadar küçükse, madde moleküllerinin akış hızı da o kadar düşük olur. Bu, konsantrasyon farklarının moleküllerin akış hızını da etkilediği beklentimizle örtüşebilir. Difüzyon yoluyla yer değiştirmenin yanı sıra, madde molekülleri (özellikle gaz halindeki maddeler) rüzgar yardımıyla da bir yerden başka yere hareket edebilir.
Difüzyonun günlük hayattaki uygulamaları
Eğer koku yayılımı olmasaydı, sevgiliniz parfümünüzün tadını çıkaramazdı. Yayılım olmadan, lezzetli ve iştah açıcı bir mutfakta annenizin yemeklerinin kokusu da hayallerinizi dağıtamaz ve sofrada bulunan besleyici yiyecekleri hızla yeme isteğinizi ortadan kaldıramazdı. Yayılım, insan, hayvan, bitki vb. canlıların hayatta kalmasında da önemli bir rol oynar.
Bitkiler genellikle fotosentez yapmak için karbondioksite (CO₂) ihtiyaç duyarlar . Yaprağın içi ve hava arasındaki CO₂ konsantrasyonu farkı nedeniyle, CO₂ molekülleri stoma adı verilen açıklıklardan yaprağa doğru yayılır. Buna karşılık, su buharı ve oksijen dışarı doğru yayılır. Bitkilerin yanı sıra, kediler, fareler vb. de difüzyon olmazsa boğulabilirler. Bitkiler fotosentez yapmak için CO₂'ye ihtiyaç duyuyorsa, kediler , fareler vb. de enerji üreten her reaksiyon için oksijene ihtiyaç duyarlar. Oksijen molekülleri difüzyon yoluyla hücrelerin içine ulaşır.
