Диффузия. Как распространяются запахи? А еще почему смеш | Химия в бутылочке⚗️
Диффузия. Как распространяются запахи?
А еще почему смешиваются краски двух разных цветов? Благодаря чему мы дышим и получаем питательные вещества из пищи? Как промышленные отходы попадают в атмосферу и водоёмы?
Всё это происходит благодаря диффузии — процессу проникновения молекул одного вещества между молекулами другого
Основной причиной диффузии является постоянное движение молекул и стремление к равновесию. Когда в одной области появляется избыточная концентрация частиц, молекулы стремятся перейти в области с меньшей концентрацией. Концентрация выравнивается за счёт взаимного проникновения частиц.
Диффузия может протекать в разных агрегатных состояниях: газ, жидкость, твёрдое тело. И в каждой среде скорость смешивания частиц увеличивается при нагревании — чем выше температура, тем быстрее движутся частицы Также скорость диффузии можно увеличить за счёт внешнего воздействия — чтобы сахар быстрее растворился в чае, мы размешиваем его ложкой
Диффузия в газах происходит быстрее всего Частицы газа далеко удалены друг от друга. Между ними существуют огромные промежутки, сквозь которые легко и быстро перемещаются молекулы другого вещества. Поэтому запах освежителя воздуха за считанные секунды распространяется по комнате, а новые парфюм коллеги ощущается по всему офису уже с порога.
Диффузия в жидкостях протекает ощутимо дольше В зависимости от температуры и плотности вещества, на смешивание может понадобиться от пары минут до нескольких часов. Это связано с тем, что промежутки между соседними молекулами жидкости меньше размеров самих молекул — частицы не бегают свободно от столкновения до столкновения, как в газе, а колеблются около одного положения или перескоками меняются местами с соседними молекулами. Поэтому мы можем наблюдать, как медленно растекается капля краски в стакане с водой, оставляя потрясающие объемные узоры
Из-за большой плотности твердых тел диффузия в них протекает очень медленно — без внешнего воздействия на появление первых признаков смешивания уйдёт несколько лет. Промежутки между частицами в кристаллической структуре очень маленькие, поэтому другим веществам трудно проникнуть между ними. В одном из экспериментов друг на друга были положены две пластины — свинцовая и золотая. Спустя пять лет было обнаружено, что золото незначительно проникло в свинцовую пластину, а атомы свинца — в золотую. Но не более, чем на один миллиметр
Поэтому диффузию в твердых телах ускоряют в условиях высокой температуры и механического воздействия. Мы довольно-таки быстро можем смешать два куска разноцветного пластилина, переминая их в руках Но если просто прижать их друг к другу и оставит, то на смешивание уйдут годы
Диффузия играет главную роль во многих биологических процессах. Благодаря ей осуществляется газообмен в лёгких, всасывание веществ в кишечнике, навигация животных по запаху и поиск пищи плотоядными рыбами в воде
И так же быстро благодаря диффузии выхлопные газы попадают в атмосферу, а реки, озера и моря загрязняются токсичными отходами производства
