Hva er diffusjon?
Generelt betyr diffusjon ganske enkelt spredning av et stoff eller kvalitet fra et område med relativt høy konsentrasjon til et område med lavere konsentrasjon.Begrepet brukes ofte for å beskrive prosessen der molekyler av forskjellige typer oppnår en jevn konsentrasjon, etter å ha blitt ujevn fordelt, gjennom deres tilfeldige bevegelser.Dette kalles noen ganger molekylær diffusjon, og det spiller en nøkkelrolle i mange områder innen fysikk, kjemi og biologi.Det er nært beslektet med måten celler tar opp næringsstoffer, og dermed kunne ikke livet eksistere uten det.Begrepet kan også referere til spredning av varme eller lys, eller, i sammenheng med samfunnsvitenskap, spredning av ideer eller nyvinninger gjennom samfunnet.
Molekylær diffusjon
Molekyler er stadig i bevegelse, på grunn av tilstedeværelsen av varme;Selv ved ekstremt lave temperaturer er det noe varmeenergi til stede, noe som gir partikler termisk bevegelse.I faste stoffer holdes partiklene i en relativt stiv struktur og kan ikke streite for langt fra startposisjonene, men i væsker og gasser står de fritt til å bevege seg på en mindre begrenset måte.Denne bevegelsen er tilfeldig, siden molekylene stadig spretter av hverandre, slik at det ikke er noe samlet mønster.Denne tilfeldige bevegelsen er det som gjør at diffusjon kan oppstå.Hastigheten som fenomenet oppstår stiger med temperatur, ettersom hastigheten som partiklene beveger seg.føre til at de blandes til de er jevnt fordelt, uten påvirkning av noen ekstern faktor.Et lignende fenomen kan ofte observeres med to forskjellige væsker, men noen ganger, på grunn av kjemiske faktorer, vil væskene ikke blande.Å legge vegetabilsk olje til vann vil for eksempel ikke føre til diffusjon.Når et fast stoff blir oppløst i en væske, vil molekylene diffundere gjennom væsken.
I væsker som blandes, kan diffusjon være observerbar hvis væskene har forskjellige farger.Dette fenomenet skal imidlertid ikke forveksles med konveksjon eller adveksjon, som involverer bulkbevegelse av væsker med strømmer som krever en energikilde.Diffusjon er en form for det forskere kaller passiv transport, noe som betyr bevegelse som oppstår uten at ytterligere energi er nødvendig.I det ofte siterte eksemplet på en dråpe farget fargestoff som blir tilsatt et glass vann, skyldes mye av blandingen som oppstår faktisk strømningene som er satt opp ved den første bevegelsen av dråpen av fargestoff under tyngdekraften.I eksperimenter som eliminerer dette, og lignende effekter, kan ekte diffusjon observeres;For eksempel kan farget vann sees å diffundere gjennom en gel, men dette er en mye tregere prosess.
Viktighet for livet
Diffusjon spiller også en rolle i prosessene som er involvert i en celle, spesielt transport av næringsstoffer, aminosyrer og andre essensielle stoffer fra et sted til et annet.Osmose, prosessen som molekyler transporteres over veggene og membranene til individuelle plante- og dyreceller, er en form for diffusjon.En cellevegg er en selektiv permeabel membran, eller en som visse molekyler kan passere gjennom, men andre kan ikke.Hvis det på den ene siden av en membran er en løsning av en høy konsentrasjon, mens på den andre siden er den samme løsningen i en lavere konsentrasjon, vil løsningsmidlet ha en tendens til å bevege seg til området med høyere konsentrasjon til de to løsningene når likevekten.Dette kan bare oppstå hvis molekylene i løst og mdash;det oppløste stoffet mdash;er større enn løsningsmidlet.De mindre løsningsmiddelmolekylene kan passere gjennom membranen, mens de større er for store til å gjøre det, og må forbli på den andre siden.
Andre former for diffusjon