Osmoza i ruchy Browna: Definicja i znaczenie
- Szczegóły
Gdy przechodzimy obok piekarni, już z pewnej odległości czujemy zapach wypieków. Po zapaleniu kadzidełka w krótkim czasie całe pomieszczenie wypełnia się jego wonią. Cukier rozpuszcza się w herbacie nawet bez jej mieszania. Co może być przyczyną tych zjawisk?
Budowa materii i jej wpływ na zjawiska dyfuzji
Wszystko, co nas otacza, to materia. Jest ona zbudowana z drobin (ma budowę ziarnistą). W substancji stałej drobiny są ułożone blisko siebie, w sposób regularny. W cieczach odległości między drobinami są większe, a cząstki ułożone są nieregularnie.
Dyfuzja: Samorzutne mieszanie się substancji
Zapachy kosmetyków, kwiatów czy gotowanego i smażonego jedzenia rozprzestrzeniają się po całym mieszkaniu. Odświeżacz powietrza powoli uwalnia przyjemną woń, którą czujemy w pomieszczeniu. Zapach lakieru do włosów po krótkiej chwili staje się wyczuwalny z dala od miejsca jego rozpylenia. Przytoczone przykłady ilustrują proces samorzutnego rozchodzenia się substancji z miejsca, gdzie jest jej dużo, do miejsc, w których jest jej mniej lub nie ma wcale, co prowadzi do wyrównania stężeń. Jest to zjawisko dyfuzji.
Dyfuzja prowadzi do powstawania mieszanin przez zmianę położenia drobin - wnikania jednych między inne. Ruchliwość drobin, czyli zdolność do przemieszczania się, zależy od stanu skupienia i temperatury. Dyfuzja zachodzi we wszystkich stanach skupienia - najszybciej w gazach, zaś najwolniej - w substancjach stałych. Dyfuzja w cieczach może trwać od kilku godzin do kilku dni.
Proces parzenia herbaty jest przykładem samorzutnego mieszania się esencji z wodą. Dodanie do naparu kilku kropel soku z cytryny nada mu kwaśny smak, nawet jeśli go nie pomieszamy. Drobiny esencji herbacianej i soku z cytryny przemieszczają się między drobinami wody. Zjawisko to jest jednym z licznych przykładów obrazujących ziarnistą budowę materii. Jednak nie każde mieszanie się drobin substancji można nazwać dyfuzją. Należy pamiętać, że jest to zjawisko samorzutne.
Przeczytaj także: Jak rozpoznać twardą wodę?
Dyfuzja w gazach jest zjawiskiem dość wolnym, np. przesunięcie się par etanolu w powietrzu na odległość 1 m wymaga czasu ok. 100 000 s, czyli trwa ponad 1 dzień! Dzięki zjawisku adwekcji przy prawie niewyczuwalnym przepływie powietrza (10 cm/s) zapach jest przenoszony na odległość 1 m w czasie tylko 10 sekund!
Dyfuzja w ciałach stałych
Dyfuzja w ciałach stałych jest procesem praktycznie niemożliwym do zaobserwowania w życiu codziennym. W celu zbadania tego zjawiska wykonano doświadczenie. Położono na sobie dwie dokładnie oszlifowane płyty: jedną z ołowiu, drugą ze złota. Doświadczenie to potwierdza, że przenikanie stykającej się ze sobą materii jest możliwe. To dowodzi, że materia ma ziarnistą budowę.
Kontrakcja objętości
Zjawisko zmniejszenia się objętości podczas mieszania cieczy nazywa się kontrakcją. Przyczyną kontrakcji jest możliwość ściślejszego upakowania drobin w mieszaninie dwóch cieczy. Mechanizm kontrakcji można przedstawić w sposób modelowy, używając do tego celu np. grochu i maku. Obserwacja z bliska ujawnia mechanizm kontrakcji: drobne ziarenka maku lub kaszy wypełniają wolne przestrzenie pomiędzy większymi ziarnami grochu.
Osmoza: Szczególny rodzaj dyfuzji
Szczególnym rodzajem dyfuzji jest osmoza, która zachodzi w roztworach wodnych, przenikając przez błonę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. Osmoza przebiega spontanicznie, w kierunku od roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o wyższym stężeniu, czyli prowadzi do wyrównania stężeń obu roztworów.
Ruchy Browna
Potwierdzeniem teorii ziarnistej budowy materii są ruchy zaobserwowane przez Roberta Browna.
Przeczytaj także: Poradnik: Lokalizacja i wymiana filtra powietrza Dacia 1.4
Przeczytaj także: Woda destylowana: charakterystyka
tags: #osmoza #i #ruchy #Browna #definicja
