Sisältö
Opi lämpötilan vaikutus diffuusioprosessiin ymmärtääksesi kuinka nopeuttaa prosessia ja kuinka lisätä useimpien kemiallisten reaktioiden nopeutta. Diffuusio on prosessi, jossa tiivistetty ryhmä molekyylejä vähitellen vähenee väkevöitynä joko sekoittamalla lähellä olevien molekyylien kanssa tai yksinkertaisesti siirtymällä pienemmälle pitoisuusalueelle. Lämpötila vaikuttaa diffuusioprosessiin samalla tavalla kuin useimmat reaktiot.
Yksinkertainen diffuusio
Periaatteessa diffuusio voidaan määritellä prosessiksi, jolla hiukkaset leviävät. Tämä tapahtuu yleensä alueelta, jolla niiden pitoisuus on korkea, alueelta, jolla niiden pitoisuus on alhaisempi. Tämä voidaan ymmärtää ajatellen pannua, jossa sipulit kypsennetään siinä. Sipulien tuoksu on hyvin keskittynyt pannun yläosaan, keittosipulien yläpuolelle. Siksi molekyylit siirtyvät alueelle, kuten ympäröivään ilmaan, kun ne ovat pienemmissä pitoisuuksissa. Lopulta haju leviää koko keittiössä tai jopa koko kodissa.
Sekoittaminen diffuusiota
Jos kaksi erilaista kaasua tai nestettä on lähellä toisiaan, diffuusioprosessi saa ne sekoittumaan toisiinsa. Kuvittele kaksi osiolla erotettua kaasua. Vapaasti liikkuvat kaasumolekyylit poistuvat keskiosasta, kun ne pyörivät säiliössään. Jos väliseinä poistetaan, kaasut sekoittuvat molekyylien liikkuessa. Tämä liittyy termodynamiikan toiseen lakiin, jonka mukaan suljetussa järjestelmässä kaikilla asioilla on taipumus suuntautua entropiaan. "Entropia" tätä tarkoitusta varten voidaan yksinkertaisesti määritellä häiriöksi; siksi suljetussa järjestelmässä sekoittamattomilla hiukkasilla on taipumus sekoittaa tai diffundoitua.
Lämpötila ja reaktionopeus
Kemialliset reaktiot ovat väkivaltaisempia kuin miltä voi näyttää. Monia reaktioita tapahtuu, kun atomit murskautuvat toisiinsa ja muodostavat sidoksen. Normaalissa lämpötilassa atomit kiertyvät liuoksessa tai astiassa ja törmäävät vain satunnaisesti. Kun lämpötilaa nostetaan, atomit liikkuvat paljon nopeammin, kuin jos kävelisit kuumilla hiileillä. Tämä aiheuttaa enemmän törmäyksiä paljon nopeammin ja lisää siten reaktionopeutta. Tämä on yleinen sääntö kaikille kemiallisille reaktioille.
Lämpötila ja diffuusio
Diffuusioprosessissa on kyse hiukkasista, jotka liikkuvat korkean pitoisuuden alueilta matalan pitoisuuden alueille tai sekoittuvat keskenään. Nämä molemmat asiat ovat riippuvaisia atomien liikkeestä, ja ovat siksi alttiita edellä mainituille lämpötilan vaikutuksille. Lämpötilan noustessa diffuusioprosessi tapahtuu nopeammin ja nopeammat molekyylit leviävät tai sekoittuvat nopeammin muiden molekyylien kanssa.