Διάχυση

Γενικά, στη Φυσικοχημεία διάχυση, ή παθητική μεταφορά, χαρακτηρίζεται η τάση των μορίων μιας ουσίας να διασπείρονται από περιοχές υψηλότερης συγκέντρωσης προς τις περιοχές μικρότερης συγκέντρωσης. Η τάση αυτή εκδηλώνεται με αντίστοιχη μετακίνηση των μορίων. Αυτό σημαίνει πως η μετακίνηση των μορίων γίνεται και προς τις δύο κατευθύνσεις, με μεγαλύτερο ρυθμό από τη περιοχή της υψηλότερης συγκέντρωσης. Κάποια στιγμή οι συγκεντρώσεις εξισώνονται, που όμως δεν εμποδίζει την μετακίνηση των μορίων που συνεχίζεται, αυτή τη φορά, με σταθερό ρυθμό.

Επίσης με τον ίδιο όρο διάχυση, ονομάζεται το φαινόμενο της αυθόρμητης ανάμιξης δύο ή περισσοτέρων χημικών ουσιών, που βρίσκονται σε επαφή και που σχηματίζουν (με τη πάροδο του χρόνου) μίγμα ή διάλυμα.

Ιδιαίτερη σημασία αποκτά το φαινόμενο αυτό στα κύτταρα που πολλές διεργασίες τους οφείλονται στη διάχυση, (δείτε κυτταρική μεμβράνη).

Όταν έρχονται σ΄ επαφή δύο αέρια διασπείρονται μεταξύ τους, γιατί τα κινούμενα μόρια κάθε αερίου αναμιγνύονται με τα μόρια του άλλου. Αυτό συμβαίνει και με υγρά ή στερεά που διαλύονται με διάχυση. Τά ιόντα ή τα μόρια της διαλυμένης ουσίας διαχέονται σιγά σιγά στα αντίστοιχα του διαλύτη, δημιουργώντας τελικά ένα διάλυμα με μια ομοιόμορφη συγκέντρωση.

Ιστορία

Το φαινόμενο της διάχυσης είναι πολύ εμφανές στα αέρια. Ο Τζον Ντάλτον (Άγγλος χημικός 1766-1844), ήταν από τους πρώτους που μελέτησε αυτό το φαινόμενο. Για το σκοπό αυτό γέμισε δύο φιάλες, τη μια με Υδρογόνο και την άλλη με διοξείδιο του άνθρακα και τις ένωσε με ένα μακρύ κάθετο σωλήνα έτσι ώστε το Η (ελαφρύτερο) να είναι προς τα πάνω και το CO₂ να είναι προς τα κάτω. Μετά τη πάροδο αρκετών ωρών τα δύο αέρια αναμίχθηκαν πλήρως, γεγονός που αντίκειται στους νόμους της βαρύτητας.

Νόμος διάχυσης αερίων

Την διάχυση στα αέρια μελέτησε πληρέστερα ο Γκράχαμ στον οποίο και οφείλεται ο νόμος αυτής (1823)

Η ταχύτητα διάχυσης ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη τετραγωνική ρίζα της πυκνότητας του αερίου.

Σημειώσεις

Η διάχυση θεωρείται ένα από τα γενικότερα φυσικά φαινόμενα.
Η διάχυση των υγρών απαιτεί περισσότερο χρόνο από τη συντελούμενη στα αέρια.
Τα αέρια διαχέονται αναμιγνυόμενα σε όλες τις αναλογίες. Επομένως ετερογενή συστήματα δύο αερίων αναμιγνύονται μεταβατικά σε λίγο χρονικό διάστημα.
Όταν διαλύεται ένα στερεό εντός υγρού, τότε λαμβάνει χώρα διάχυση όταν το σχηματιζόμενο πυκνό διάλυμα που γειτνιάζει άμεσα του στερεού διαχύνεται στο υπόλοιπο υγρό που περιβάλλει αυτό. Το αυτό συμβαίνει και με τη διάλυση ενός αερίου εντός ενός υγρού. Άρα μέρος της χημικής διάλυσης, (δηλαδή της διεργασίας παραγωγής διαλύματος) είναι η διάχυση.

Δείτε επίσης

Ώσμωση
Διάχυση φωτός, που αφορά διασπορά φωτός.
Διάχυση θερμότητας, που αφορά επίσης διασπορά θερμότητας.