Dyfuzja — ruch cząsteczek i wpływ temperatury
Co zrobimy: Wpuścimy kroplę barwnika do wody i prześledzimy, jak sam się rozchodzi — oraz jak zmienia to temperatura.
Co widzisz na ekranie: Naczynie z wodą i kroplą barwnika, której cząsteczki poruszają się losowo i stopniowo rozchodzą po całej objętości, oraz suwak temperatury. Wykres obok pokazuje wyrównywanie się stężenia w czasie; w cieplejszej wodzie dzieje się to szybciej. Odczyty: temperatura, stężenie w dwóch punktach, stan i czas do wyrównania.
Dam Ci docelowy czas do wyrównania — dobierz temperaturę wody tak, by go uzyskać. Cieplej = szybciej.
Co się właśnie stało?
Kropla barwnika sama rozeszła się po całym naczyniu, aż woda zabarwiła się równomiernie — a w cieplejszej wodzie stało się to szybciej.
Czym jest dyfuzja?
To samorzutne rozprzestrzenianie się cząsteczek z obszaru o WYŻSZYM stężeniu do obszaru o NIŻSZYM stężeniu, aż do wyrównania. Napędza je nieustanny, chaotyczny ruch cząsteczek (ruchy termiczne).
Dlaczego temperatura przyspiesza dyfuzję?
Bo w wyższej temperaturze cząsteczki poruszają się szybciej, częściej się zderzają i szybciej się rozpraszają — wyrównanie stężenia następuje prędzej.
Kierunek:
cząsteczki wędrują „w dół gradientu stężenia" — od tam, gdzie jest ich dużo, do tam, gdzie mało. Gdy stężenie się wyrówna, ruch cząsteczek trwa, ale przepływ NETTO ustaje.
Czym różni się od osmozy?
Osmoza to dyfuzja WODY przez błonę półprzepuszczalną; tu obserwujesz dyfuzję samej substancji rozpuszczonej — bez błony.
Po co Ci to na maturze:
dyfuzja jako transport bierny (bez nakładu energii), zależność od gradientu i temperatury oraz odróżnienie od transportu aktywnego i osmozy to podstawa działu o transporcie przez błony.
Zapamiętaj: dyfuzja to ruch cząsteczek z obszaru wyższego stężenia do niższego, napędzany ruchem termicznym — im cieplej, tym szybciej.
Teoria i wzory
Czym jest dyfuzja
Dyfuzja to samorzutne rozprzestrzenianie się cząsteczek z obszaru o wyższym stężeniu do obszaru o niższym, aż do wyrównania stężeń. Napędza ją chaotyczny ruch cieplny cząsteczek — nie wymaga energii z komórki.
Od czego zależy tempo
Tempo dyfuzji jest tym większe, im:
- większa różnica stężeń (gradient):
- wyższa temperatura (szybszy ruch cząsteczek)
- mniejsze cząsteczki i większa powierzchnia wymiany
- krótsza droga (cieńsza błona)
Dyfuzja a osmoza
- dyfuzja — ruch cząsteczek dowolnej substancji zgodnie z gradientem, także bez błony
- osmoza — szczególny przypadek: dyfuzja wody przez błonę półprzepuszczalną
Oznaczenia: — różnica stężeń (gradient), — oznacza proporcjonalność.
Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.
Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.
Najczęstsze pytania
›Czym jest dyfuzja?
Samorzutnym rozprzestrzenianiem się cząsteczek z obszaru wyższego stężenia do niższego, aż do wyrównania stężeń.
›Dlaczego wyższa temperatura przyspiesza dyfuzję?
Bo cząsteczki poruszają się szybciej i szybciej się rozpraszają.
›Czym dyfuzja różni się od osmozy?
Osmoza to dyfuzja wody przez błonę półprzepuszczalną; dyfuzja to ruch cząsteczek substancji zgodnie z gradientem, także bez błony.