Untuk memahami difusi bergantung pada apa, pertimbangkan faktor-faktor yang memengaruhinya.

Difusi tergantung pada suhu. Laju difusi akan meningkat dengan meningkatnya suhu, karena dengan meningkatnya suhu, kecepatan pergerakan molekul akan meningkat, yaitu molekul akan bercampur lebih cepat. (Anda semua tahu bahwa gula membutuhkan waktu yang sangat lama untuk larut dalam air dingin)

Dan saat menambahkan pengaruh luar (seseorang mengaduk gula dalam air) difusi akan berlangsung lebih cepat. Keadaan agregat materi juga akan mempengaruhi apa difusi bergantung, yaitu, laju difusi. Difusi termal tergantung pada jenis molekul. Misalnya, jika bendanya adalah logam, maka difusi termal berlangsung lebih cepat, berbeda dengan jika benda ini terbuat dari bahan sintetis. Difusi antara bahan padat berlangsung sangat lambat.

Jadi laju difusi tergantung pada: suhu, konsentrasi, pengaruh eksternal, keadaan agregasi zat

Difusi sangat penting di alam dan dalam kehidupan manusia.

Contoh difusi

Untuk lebih memahami apa itu difusi, mari kita lihat dengan contoh, mari kita berikan contoh proses difusi dalam gas bersama-sama. Varian manifestasi dari fenomena ini dapat berupa:

Menyebarkan aroma bunga;

Menyebarnya aroma ayam bakar yang sangat disukai Antoshka;

Air mata dari memotong bawang;

Jejak parfum yang bisa dirasakan di udara.

Celah antar partikel di udara cukup besar, partikel bergerak secara acak, sehingga difusi zat gas terjadi cukup cepat.

Contoh difusi padatan yang sederhana dan dapat diakses oleh semua orang adalah dengan mengambil dua potong plastisin multi-warna dan, mengaduknya di tangan Anda, amati bagaimana warna bercampur. Dan, karenanya, tanpa pengaruh eksternal, jika Anda hanya menekan dua bagian bersama-sama, akan memakan waktu berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun agar kedua warna itu bercampur setidaknya sedikit, sehingga dapat dikatakan, untuk menembus satu menjadi satu.

Varian manifestasi difusi dalam cairan dapat sebagai berikut:

Melarutkan setetes tinta dalam air;

- Warna "linen pudar" dari kain basah;

Mengasinkan sayuran dan membuat selai

Jadi, difusi adalah pencampuran molekul suatu zat selama gerakan termal acaknya.

Halaman 1

Geller dan Tak-Go Sun menjelaskan ketergantungan laju difusi pada komposisi baja dengan fakta bahwa kehadiran dalam logam aditif yang memiliki afinitas lebih besar atau lebih kecil untuk hidrogen daripada besi menyebabkan perubahan yang sesuai dalam koefisien difusi. , dan, akibatnya, untuk perubahan energi aktivasi dari proses difusi.

Ketergantungan laju difusi zat dengan berat molekul rendah dalam mengkristalkan kopolimer pada komposisi rantai ditunjukkan pada gambar. 5.14, 5.15. Dapat dilihat bahwa, saat matriks mengalami amorf, perbedaan antara DKP dan Ash berkurang, dan di kisaran tengah komposisi kopolimer (/cr 0) mereka saling berhimpitan.

Ketergantungan laju difusi unsur pengotor dalam pelarut padat pada ukuran butir sudah diketahui.

Karena ketergantungan tingkat difusi pada suhu, kemampuan agen untuk menembus ke dalam pernis dan lapisan lainnya di kondisi musim dingin sangat rendah. Misalnya, pada - 10 C praktis OM tidak menembus lapisan cat.

Karena ketergantungan laju difusi dan relaksasi pada suhu dan konsentrasi tidak sama, di bawah kondisi suhu dan konsentrasi yang sama C. Oleh karena itu, dengan perubahan suhu dan konsentrasi, transisi dari C.

Karena ketergantungan laju difusi dan relaksasi pada suhu dan konsentrasi tidak sama, pada suhu dan kondisi konsentrasi yang sama C. Oleh karena itu, ketika suhu dan konsentrasi berubah, transisi dari C.

Sajikan grafik laju difusi versus laju reaksi kimia pada suhu untuk reaksi heterogen dan menunjukkan di mana kisaran suhu reaksi berlangsung di daerah difusi, dan di mana - di daerah kinetik.

Sangat penting untuk mengetahui ketergantungan laju difusi pada diameter busur.

Juga mudah untuk menjelaskan ketergantungan laju difusi pada suhu. Temperatur yang lebih tinggi berarti kecepatan molekul yang lebih tinggi dan difusi yang lebih cepat. Adanya gradien suhu menyebabkan terjadinya difusi termal. Fenomena difusi termal adalah bahwa adanya gradien suhu dalam campuran dua gas menyebabkan munculnya gradien dalam konsentrasi relatif komponen ini. Jika campuran secara keseluruhan diam, gradien konsentrasi pada kesetimbangan akan sedemikian rupa sehingga aksi difusi termal seimbang dengan aksi difusi biasa.

Juga mudah untuk memahami ketergantungan laju difusi pada suhu dan tekanan. Temperatur yang lebih tinggi berarti kecepatan molekul yang lebih tinggi dan difusi yang lebih cepat. Lagi tekanan tinggi berarti panjang jalur bebas lebih pendek dan difusi lebih lambat.

Juga mudah untuk memahami ketergantungan laju difusi pada suhu. Temperatur yang lebih tinggi berarti kecepatan molekul yang lebih tinggi dan difusi yang lebih cepat. Adanya gradien suhu menyebabkan terjadinya difusi termal. Fenomena difusi termal terletak pada kenyataan bahwa adanya gradien suhu dalam campuran dua gas menyebabkan munculnya gradien dalam konsentrasi relatif komponen-komponen ini.

PADA pekerjaan sekarang ketergantungan laju difusi ion tembaga ke dalam gelas pada sifat dan jumlah oksida alkali dalam gelas, dan juga pada sifat oksida unsur alkali tanah, telah dijelaskan.

Teks karya ditempatkan tanpa gambar dan rumus.
Versi lengkap pekerjaan tersedia di tab "File pekerjaan" dalam format PDF

Drama difusi peran besar alam, kehidupan manusia, dan teknologi. Proses difusi dapat memiliki positif dan pengaruh negatif pada kehidupan manusia dan hewan. Contoh dampak positifnya adalah terjaganya komposisi yang homogen udara atmosfer dekat permukaan bumi. Difusi memegang peranan penting dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, dalam proses-proses yang terjadi dalam kehidupan dan alam mati. Ini mempengaruhi jalannya reaksi kimia.

Dengan partisipasi difusi atau pelanggaran dan perubahan proses ini, fenomena negatif dapat terjadi di alam dan kehidupan manusia, seperti pencemaran lingkungan yang luas oleh produk-produk kemajuan teknis manusia.

Relevansi: Difusi membuktikan bahwa benda terdiri dari molekul yang bergerak secara acak; difusi memiliki sangat penting dalam kehidupan manusia, hewan dan tumbuhan, serta dalam teknologi.

Target:

membuktikan bahwa difusi tergantung pada suhu;

pertimbangkan contoh difusi dalam percobaan di rumah;

pastikan difusi adalah zat yang berbeda terjadi secara berbeda.

Pertimbangkan difusi termal zat.

Tujuan penelitian:

Untuk mempelajari literatur ilmiah tentang topik "Difusi".

Buktikan ketergantungan laju difusi pada jenis zat, suhu.

Untuk mempelajari pengaruh fenomena difusi terhadap lingkungan dan manusia.

Jelaskan dan desain paling banyak pengalaman menarik oleh difusi.

Metode penelitian:

Analisis literatur dan materi Internet.

Melakukan percobaan untuk mempelajari ketergantungan difusi pada jenis zat dan suhu.

Analisis hasil.

Subjek studi: fenomena difusi, ketergantungan jalannya difusi pada berbagai faktor, manifestasi difusi di alam, teknologi, kehidupan sehari-hari.

Hipotesa: difusi sangat penting bagi manusia dan alam.

1. Bagian teoretis

1.1.Apa itu difusi?

Difusi adalah pencampuran spontan zat-zat yang berdampingan, yang terjadi karena pergerakan molekul yang kacau (acak).

Definisi lain: difusi ( lat. difusi- distribusi, penyebaran, dispersi) - proses pemindahan materi atau energi dari area dengan konsentrasi tinggi ke area dengan konsentrasi rendah.

Contoh difusi yang paling terkenal adalah pencampuran gas atau cairan (jika Anda menjatuhkan tinta ke dalam air, cairan akan menjadi berwarna seragam setelah beberapa saat).

Difusi terjadi pada zat cair, padat, dan gas. Difusi terjadi paling cepat dalam gas, lebih lambat dalam cairan, dan bahkan lebih lambat dalam padatan, yang disebabkan oleh sifat gerakan termal partikel dalam media ini. Lintasan setiap partikel gas adalah garis putus-putus, karena Ketika partikel bertabrakan, mereka mengubah arah dan kecepatan gerakan mereka. Selama berabad-abad, para pekerja mengelas logam dan membuat baja dengan memanaskan besi padat dalam atmosfer karbon, tanpa mengetahui sedikit pun proses difusi yang terjadi. Baru pada tahun 1896. studi masalah dimulai.

Difusi molekul berlangsung sangat lambat. Misalnya, jika sepotong gula diturunkan ke dasar segelas air dan airnya tidak diaduk, akan memakan waktu beberapa minggu sebelum larutan menjadi homogen.

1.2. Peran difusi di alam

Dengan bantuan difusi, berbagai zat gas menyebar di udara: misalnya, asap api menyebar jarak jauh. Jika Anda melihat cerobong asap pabrik dan pipa knalpot mobil, dalam banyak kasus asap terlihat di dekat cerobong asap. Dan kemudian dia menghilang entah kemana. Asap larut di udara dengan cara difusi. Jika asapnya tebal, maka kepulan asapnya membentang cukup jauh.

Hasil difusi dapat berupa pemerataan suhu di dalam ruangan selama ventilasi. Hal yang sama berlaku untuk polusi udara. produk berbahaya produksi industri dan gas buang kendaraan. Gas alam yang mudah terbakar yang kita gunakan di rumah tidak berwarna dan tidak berbau. Jika terjadi kebocoran, tidak mungkin untuk diketahui, oleh karena itu, di stasiun distribusi, gas dicampur dengan zat khusus yang memiliki tajam, bau tak sedap, yang mudah dirasakan oleh seseorang bahkan pada konsentrasi yang sangat rendah. Tindakan pencegahan ini memungkinkan Anda untuk dengan cepat melihat akumulasi gas di dalam ruangan jika terjadi kebocoran (Gbr. 1).

Karena fenomena difusi, lapisan bawah atmosfer - troposfer - terdiri dari campuran gas: nitrogen, oksigen, karbon dioksida dan uap air. Dengan tidak adanya difusi, stratifikasi akan terjadi di bawah aksi gravitasi: di bagian bawah akan ada lapisan karbon dioksida berat, di atasnya - oksigen, di atas - nitrogen, gas inert (Gbr. 2).

Di langit, kami juga mengamati fenomena ini. Hamburan awan juga merupakan contoh difusi, dan seberapa akurat F. Tyutchev mengatakan tentang ini: "Awan mencair di langit ..." (Gbr. 3)

Pencampuran air tawar dengan air asin pada pertemuan sungai ke laut didasarkan pada prinsip difusi. Difusi solusi berbagai garam di tanah berkontribusi pada nutrisi normal tanaman.

Difusi memainkan peran penting dalam kehidupan tumbuhan dan hewan. Semut menandai jalan mereka dengan tetesan cairan berbau dan mencari tahu jalan pulang (Gambar 4)

Berkat difusi, serangga menemukan makanannya. Kupu-kupu, terbang di antara tanaman, selalu menemukan jalan mereka bunga yang indah. Lebah, setelah menemukan objek yang manis, menyerbunya dengan kawanan mereka. Dan tanaman itu tumbuh, mekar untuk mereka juga, berkat difusi. Bagaimanapun, kami mengatakan bahwa tanaman menghirup dan menghembuskan udara, meminum air, dan menerima berbagai mikroaditif dari tanah.

Karnivora juga menemukan mangsanya dengan difusi. Hiu mencium bau darah pada jarak beberapa kilometer, seperti halnya ikan piranha (Gambar 5).

Proses difusi memainkan peran penting dalam pasokan oksigen ke reservoir dan akuarium alami. Oksigen memasuki lapisan air yang lebih dalam di perairan yang tergenang karena difusi melalui permukaan bebasnya. Jadi, misalnya, daun atau duckweed yang menutupi permukaan air dapat sepenuhnya menghentikan akses oksigen ke air dan menyebabkan kematian penghuninya. Untuk alasan yang sama, bejana berleher sempit tidak cocok untuk digunakan sebagai akuarium (Gambar 6).

Telah dicatat bahwa ada banyak kesamaan dalam arti fenomena difusi untuk aktivitas vital tumbuhan dan hewan. Pertama-tama, harus diperhatikan peran pertukaran difusi melalui permukaan tanaman dalam kinerja fungsi pernapasan. Untuk pohon, misalnya, ada perkembangan hebat permukaan (mahkota daun), karena pertukaran difusi melalui permukaan daun melakukan fungsi respirasi. K.A. Timiryazev berkata: “Apakah kita berbicara tentang nutrisi akar karena zat di dalam tanah, apakah kita berbicara tentang nutrisi udara daun karena atmosfer atau nutrisi satu organ karena yang lain, tetangga, di mana-mana kita akan menggunakan alasan yang sama untuk penjelasannya. : difusi” (Gbr. 7).

Karena difusi, oksigen dari paru-paru menembus ke dalam darah manusia, dan dari darah ke jaringan.

Dalam literatur ilmiah, saya mempelajari proses difusi satu arah - osmosis, yaitu. difusi zat melalui membran semipermeabel. Proses osmosis berbeda dengan difusi bebas karena pada batas dua cairan yang berkontak terdapat penghalang berupa sekat (membran), yang hanya permeabel terhadap pelarut dan sama sekali tidak permeabel terhadap molekul zat terlarut. Gambar 8).

Larutan tanah mengandung garam mineral dan senyawa organik. Air dari tanah memasuki tanaman secara osmosis melalui membran semi-permeabel dari rambut akar. Konsentrasi air di dalam tanah lebih tinggi daripada di dalam rambut akar, sehingga air menembus biji-bijian dan memberi kehidupan pada tanaman.

1.3. Peran difusi dalam kehidupan sehari-hari dan teknologi

Difusi digunakan di banyak proses teknologi: penggaraman, memperoleh gula (serutan bit gula dicuci dengan air, molekul gula berdifusi dari serutan ke dalam larutan), memasak selai, mewarnai kain, mencuci barang, karburasi, pengelasan dan penyolderan logam, termasuk pengelasan difusi dalam ruang hampa (logam dilas yang tidak mungkin untuk dihubungkan dengan metode - baja dengan besi cor, perak dengan stainless steel, dll.) Dan metalisasi difusi produk (saturasi permukaan produk baja dengan aluminium, kromium, silikon), nitriding - saturasi permukaan baja dengan nitrogen (baja menjadi keras, tahan aus), karburasi - saturasi produk baja dengan karbon, sianidasi - saturasi permukaan baja dengan karbon dan nitrogen.

Penyebaran bau di udara adalah contoh paling umum dari difusi dalam gas. Mengapa baunya tidak menyebar secara instan, tetapi setelah beberapa waktu? Faktanya adalah bahwa ketika bergerak ke arah tertentu, molekul zat berbau bertabrakan dengan molekul udara. Lintasan setiap partikel gas adalah garis putus-putus, karena Ketika partikel bertabrakan, mereka mengubah arah dan kecepatan gerakan mereka.

2. Bagian praktis

Betapa banyak hal menakjubkan dan menarik yang terjadi di sekitar kita! Saya ingin belajar banyak, coba jelaskan sendiri. Itulah sebabnya saya memutuskan untuk melakukan serangkaian percobaan, di mana saya mencoba mencari tahu apakah teori difusi itu benar-benar valid, apakah itu menemukan konfirmasinya dalam praktik. Setiap teori dapat dianggap andal hanya jika berulang kali dikonfirmasi secara eksperimental.

Percobaan No. 1 Pengamatan fenomena difusi dalam zat cair

Target: mempelajari difusi dalam cairan. Amati pelarutan potongan kalium permanganat dalam air, pada suhu konstan (pada t = 20 ° C)

Perangkat dan bahan: segelas air, termometer, kalium permanganat.

Saya mengambil sepotong kalium permanganat dan dua gelas air bersih pada suhu 20°C. Saya memasukkan potongan kalium permanganat ke dalam gelas dan mulai mengamati apa yang terjadi. Setelah 1 menit, air dalam gelas mulai ternoda.

Air adalah pelarut yang baik. Di bawah aksi molekul air, ikatan antara molekul padatan kalium permanganat dihancurkan.

Di gelas pertama saya tidak mencampur larutan itu, tetapi di gelas kedua saya mencampurnya. Dengan mengaduk air (shaking), saya pastikan proses difusi jauh lebih cepat (2 menit)

Warna air di gelas pertama menjadi lebih pekat seiring berjalannya waktu. Molekul air menembus di antara molekul kalium permanganat, mematahkan gaya tarik-menarik. Bersamaan dengan gaya tarik-menarik antara molekul, gaya tolak mulai bekerja dan, sebagai akibatnya, kehancuran terjadi. kisi kristal padat. Proses melarutkan kalium permanganat selesai. Durasi percobaan adalah 3 jam 15 menit. Air berubah menjadi merah tua sepenuhnya (Gambar 9-12).

Dapat disimpulkan bahwa fenomena difusi dalam suatu zat cair merupakan proses yang panjang, yang mengakibatkan larutnya zat padat.

Saya ingin mencari tahu apa lagi yang menentukan laju difusi.

Percobaan No. 2 Mempelajari ketergantungan laju difusi pada suhu

Target: mempelajari bagaimana suhu air mempengaruhi laju difusi.

Perangkat dan bahan: termometer - 1 pc, stopwatch - 1 pc, gelas - 4 pcs, teh, kalium permanganat.

(Pengalaman membuat teh pada suhu awal 20°C dan pada suhu 100°C dalam dua gelas).

Kami mengambil dua gelas air pada t=20°C dan t=100°C. Angka-angka menunjukkan jalannya percobaan setelah waktu tertentu dari awal: pada awal percobaan - Gambar 1, setelah 30 detik. - Gambar 2, setelah 1 menit. - Gambar 3, setelah 2 menit. - Gambar 4, setelah 5 menit. - Gambar 5, setelah 15 menit. - gbr.6. Dari pengalaman ini, kita dapat menyimpulkan bahwa laju difusi dipengaruhi oleh suhu: semakin tinggi suhu, semakin tinggi laju difusi (Gbr. 13-17).

Saya mendapatkan hasil yang sama ketika saya meminum 2 gelas air putih sebagai pengganti teh. Di salah satunya ada air pada suhu kamar, di air mendidih kedua.

Saya menjatuhkan jumlah kalium permanganat yang sama ke dalam setiap gelas. Dalam gelas yang suhu airnya lebih tinggi, proses difusi berlangsung lebih cepat (Gbr. 18-23.)

Oleh karena itu, laju difusi tergantung pada suhu - semakin tinggi suhu, semakin intens difusi terjadi.

Percobaan No. 3 Pengamatan difusi menggunakan pereaksi kimia

Target: Pengamatan fenomena difusi pada jarak jauh.

Peralatan: kapas, amonia, fenolftalein, tabung reaksi.

Deskripsi pengalaman: Tuang amonia ke dalam tabung reaksi. Basahi sepotong kapas dengan fenolftalein dan letakkan di atas dalam tabung reaksi. Setelah beberapa waktu, kami mengamati pewarnaan bulu domba (Gbr. 24-26).

Amonia menguap; molekul amonia menembus kapas yang dibasahi dengan fenolftalein, dan menjadi ternoda, meskipun kapas tidak bersentuhan dengan alkohol. Molekul alkohol bercampur dengan molekul udara dan mencapai bulu domba. Eksperimen ini mendemonstrasikan fenomena difusi pada jarak jauh.

Pengalaman nomor 4. Pengamatan fenomena difusi dalam gas

Target: studi tentang perubahan difusi gas di udara tergantung pada perubahan suhu di dalam ruangan.

Perangkat dan bahan: stopwatch, parfum, termometer

Deskripsi pengalaman dan hasil:Saya telah mempelajari waktu bau parfum menyebar di kantor V=120m 3 pada suhu t = +20 0 . Waktu dari awal penyebaran bau di ruangan hingga perolehan sensitivitas yang jelas pada orang yang berdiri pada jarak 10 m dari objek yang diteliti (parfum) dicatat. (gambar 27-29)

Pengalaman No. 5 Melarutkan potongan guas dalam air, pada suhu konstan

Target:

Perangkat dan bahan: tiga gelas, air, guas dalam tiga warna.

Deskripsi pengalaman dan hasil yang diperoleh:

Mereka mengambil tiga gelas, mengambil air t = 25 0 C, melemparkan potongan guas yang identik ke dalam gelas.

Kami mulai mengamati pembubaran guas.

Foto diambil setelah 1 menit, 5 menit, 10 menit, 20 menit, pembubaran berakhir setelah 4 jam 19 menit (Gambar 30-34)

Pengalaman No. 6 Pengamatan fenomena difusi dalam padatan

Target: pengamatan difusi dalam padatan.

Perangkat dan bahan: apel, kentang, wortel, larutan "hijau cemerlang", pipet.

Deskripsi pengalaman dan hasil yang diperoleh:

Kami memotong apel, wortel, kentang "drip green" menjadi salah satu bagian.

Melihat noda menyebar di permukaan

Kami memotong di tempat kontak dengan tanaman hijau untuk melihat seberapa dalam menembus ke dalam (Gbr. 35-37)

Bagaimana melakukan percobaan untuk mengkonfirmasi hipotesis tentang kemungkinan difusi dalam padatan? Apakah mungkin untuk mencampur zat dalam keadaan agregasi seperti itu? Kemungkinan besar jawabannya adalah "Ya". Tetapi lebih mudah untuk mengamati difusi dalam padatan (sangat kental) menggunakan gel tebal. Ini adalah larutan padat gelatin. Ini dapat disiapkan sebagai berikut: larutkan 4-5 g gelatin kering yang dapat dimakan dalam air dingin. Gelatin pertama-tama harus membengkak selama beberapa jam, dan kemudian larut sepenuhnya dengan pengadukan dalam 100 ml air, diturunkan ke dalam wadah dengan air panas. Setelah pendinginan, larutan gelatin 4-5% diperoleh.

Pengalaman No. 7 Pengamatan difusi menggunakan gel tebal

Target: Pengamatan fenomena difusi dalam padatan (menggunakan larutan kental gelatin).

Peralatan: larutan gelatin 4%, tabung reaksi, kristal kecil kalium permanganat, pinset.

Deskripsi dan hasil percobaan: Tempatkan larutan gelatin dalam tabung reaksi, di tengah tabung reaksi dengan cepat, dalam satu gerakan, masukkan kristal kalium permanganat dengan pinset.

Kristal kalium permanganat pada awal percobaan

Lokasi kristal dalam botol dengan larutan gelatin setelah 1,5 jam

Dalam beberapa menit, bola berwarna ungu akan mulai tumbuh di sekitar kristal, seiring waktu menjadi lebih besar dan lebih besar. Ini berarti bahwa zat kristal menyebar ke segala arah dengan kecepatan yang sama (Gbr. 38-39)

Difusi terjadi pada padatan, tetapi jauh lebih lambat daripada pada cairan dan gas.

Pengalaman No. 8 Perbedaan suhu dalam cairan - difusi termal

Target: Pengamatan fenomena difusi termal.

Peralatan: 4 stoples kaca identik, 2 warna cat, air panas dan dingin, 2 kartu plastik.

Deskripsi dan hasil percobaan:

1. Tambahkan sedikit cat merah ke bejana 1 dan 2, cat biru ke bejana 3 dan 4.

2. Tuang air panas ke dalam bejana 1 dan 2.

3. Tuang air dingin di kapal 3 dan 4.

4. Kapal 1 tertutup kartu plastik, balikkan dan taruh di wadah 4.

5. Bejana 3 ditutup dengan kartu plastik, dibalik dan diletakkan di atas bejana 2.

6. Keluarkan kedua kartu.

Percobaan ini menunjukkan efek difusi termal. Dalam kasus pertama, air panas berada di atas air dingin dan difusi tidak terjadi sampai suhunya sama. Dan dalam kasus kedua, sebaliknya, panas di bagian bawah dan dingin di bagian atas. Dan dalam kasus kedua, molekul air panas mulai cenderung ke atas, dan molekul dingin - ke bawah (Gbr. 41-44).

Kesimpulan

Selama ini pekerjaan penelitian Dapat disimpulkan bahwa difusi memainkan peran besar dalam kehidupan manusia dan hewan.

Dalam perjalanan kerja penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa durasi difusi tergantung pada suhu: semakin tinggi suhu, semakin cepat difusi terjadi.

Saya mempelajari fenomena difusi pada contoh berbagai zat.

Laju aliran tergantung pada jenis zat: dalam gas ia mengalir lebih cepat daripada dalam cairan; dalam padatan, difusi berlangsung jauh lebih lambat.Pernyataan ini dapat dijelaskan sebagai berikut: molekul gas bebas, mereka terletak pada jarak yang jauh lebih banyak ukuran molekul bergerak dengan kecepatan tinggi. Molekul-molekul cairan tersusun secara acak seperti dalam gas, tetapi jauh lebih padat. Setiap molekul, dikelilingi oleh molekul tetangga, perlahan-lahan bergerak di dalam cairan. Molekul padatan berosilasi di sekitar posisi kesetimbangan.

Ada difusi termal.

Bibliografi

Gendenstein, L.E. Fisika. kelas 7. Bagian 1 / L.E. Gendenshtein, A.B., Kaydalov. - M: Mnemosyne, 2009.-255 hal.;

Kirillova, I.G. Buku Bacaan Fisika untuk Siswa Kelas 7 sekolah menengah atas/ AKU G. Kirillova.- M., 1986.-207 hal.;

Olgin, O. Eksperimen tanpa ledakan / O. Olgin.- M.: Khimik, 1986.-192 hal.;

Peryshkin, A.V. Buku teks fisika Kelas 7 / A.V. Peryshkin.- M., 2010.-189 hal.;

Razumovsky, V.G. Tugas kreatif dalam fisika / V.G. Razumovsky.- M., 1966.-159 hal.;

Ryzhenkov, A.P. Fisika. Pria. Lingkungan: Aplikasi untuk buku teks fisika untuk kelas 7 lembaga pendidikan / A.P. Ryzhenkov.- M., 1996.- 120 hal.;

Chuyanov, V.A. kamus ensiklopedis fisikawan muda / V.A. Chuyanov.- M., 1984.- 352 hal.;

Shablovsky, W. Fisika menghibur/ V. Shablovsky. S.-P., Trigon, 1997.-416 hal.

Lampiran

gambar 1

Gambar 2

gambar 3

gambar 4

angka 5

angka 6

angka 7

Partikel pelarut (biru) dapat melewati membran,

partikel terlarut (merah) tidak.

Angka 8

angka 9

angka 10

angka 11

gambar 12

angka 13

angka 14

angka 15

angka 16

gambar 17

angka 18

angka 19

angka 20

angka 21

angka 22

angka 23

angka 24

angka 25

angka 26

angka 27

angka 28

angka 29

angka 30

angka 31

angka 32

angka 33

angka 34

angka 35

angka 36

Ketergantungan laju difusi molekul pada suhu zat Ketergantungan laju difusi molekul pada suhu zat Penulis proyek: Maxim Karapuzov, siswa kelas 7 Penulis proyek: Maxim Karapuzov, siswa kelas 7 MBOU "SEVERAGE EDUCATIONAL SCHOOL 40" KABUPATEN BELGOROD, STARY OSKOL Kepala: Gavryushina Lyudmila Konstantinovna , guru fisika, guru fisika, MBOU "SEVERAGE EDUCATIONAL SCHOOL 40" KABUPATEN BELGOROD, STARY OSKOL

Rumusan Masalah Mengapa zat dapat bercampur? Mengapa zat dapat bercampur? Apa peran difusi di dunia sekitar kita? Apa peran difusi di dunia sekitar kita? Proses difusi bergantung pada apa? Proses difusi bergantung pada apa?

Interpretasi hasil Difusi adalah proses sementara. Durasi difusi tergantung pada suhu dan jenis zat: semakin tinggi suhu, semakin cepat proses difusi. Sebagai hasil dari eksperimen, saya yakin bahwa hipotesis yang diajukan oleh saya sepenuhnya dikonfirmasi. Memang, dengan meningkatnya suhu, difusi molekul dalam cairan akan terjadi lebih cepat. Lebih kecepatan rata-rata pergerakan molekul tubuh, semakin tinggi suhunya

Di antara banyak fenomena dalam fisika, proses difusi adalah salah satu yang paling sederhana dan paling dapat dipahami. Lagi pula, setiap pagi, menyiapkan teh atau kopi yang harum, seseorang memiliki kesempatan untuk mengamati reaksi ini dalam praktik. Mari pelajari lebih lanjut tentang proses ini dan kondisi untuk kemunculannya di berbagai status agregasi.

Apa itu difusi?

Kata ini mengacu pada penetrasi molekul atau atom dari satu zat antara unit struktural lain yang serupa. Dalam hal ini, konsentrasi senyawa penembus diratakan.

Proses ini pertama kali dijelaskan secara rinci oleh ilmuwan Jerman Adolf Fick pada tahun 1855.

Nama istilah ini berasal dari bahasa Latin difusio (interaksi, dispersi, distribusi).

Difusi dalam cairan

Proses yang sedang dipertimbangkan dapat terjadi dengan zat dalam ketiga keadaan agregasi: gas, cair dan padat. Mencari contoh praktis ini, Anda hanya perlu melihat ke dapur.

Borscht rebus adalah salah satunya. Di bawah pengaruh suhu, molekul glukosin betanin (zat yang membuat bit memiliki warna merah tua yang kaya) bereaksi secara merata dengan molekul air, memberikan warna merah anggur yang unik. Kasus ini ada dalam cairan.

Selain borscht, proses ini juga bisa dilihat pada segelas teh atau kopi. Kedua minuman ini memiliki warna yang kaya dan seragam karena fakta bahwa daun teh atau partikel kopi, yang dilarutkan dalam air, tersebar merata di antara molekul-molekulnya, mewarnainya. Aksi semua minuman instan populer tahun sembilan puluhan dibangun di atas prinsip yang sama: Yupi, Undang, Zuko.

Interpenetrasi gas

Atom dan molekul pembawa bau bergerak aktif dan, sebagai akibatnya, bercampur dengan partikel yang sudah ada di udara, dan tersebar cukup merata di seluruh volume ruangan.

Ini adalah manifestasi dari difusi dalam gas. Perlu dicatat bahwa menghirup udara juga termasuk dalam proses yang sedang dipertimbangkan, serta aroma borscht yang baru disiapkan di dapur.

Difusi dalam padatan

Meja dapur, tempat bunga-bunga berdiri, ditutupi dengan taplak meja yang cerah. warna kuning. Dia menerima naungan yang sama karena kemampuan difusi terjadi dalam padatan.

Proses memberikan kanvas beberapa naungan seragam berlangsung dalam beberapa tahap sebagai berikut.

1. Partikel pigmen kuning berdifusi di tangki pewarna menuju bahan berserat.
2. Kemudian mereka diserap oleh permukaan luar kain yang diwarnai.
3. Langkah selanjutnya adalah lagi difusi pewarna, tapi kali ini ke dalam serat kain.
4. Pada akhirnya, kain memperbaiki partikel pigmen, sehingga menjadi berwarna.

Difusi gas dalam logam

Biasanya, berbicara tentang proses ini, pertimbangkan interaksi zat dalam keadaan agregat yang sama. Misalnya, difusi dalam padatan, padatan. Untuk membuktikan fenomena ini, dilakukan percobaan dengan dua piring logam(emas dan timah). Interpenetrasi molekulnya membutuhkan waktu yang cukup lama (satu milimeter dalam lima tahun). Proses ini digunakan untuk membuat perhiasan yang tidak biasa.

Namun, senyawa dalam keadaan agregat yang berbeda juga mampu berdifusi. Misalnya, ada difusi gas dalam padatan.

Selama percobaan, terbukti bahwa proses serupa terjadi dalam keadaan atom. Untuk mengaktifkannya, sebagai suatu peraturan, diperlukan peningkatan suhu dan tekanan yang signifikan.

Contoh difusi gas tersebut dalam padatan adalah korosi hidrogen. Ini memanifestasikan dirinya dalam situasi di mana atom hidrogen (H 2) yang telah muncul selama beberapa reaksi kimia di bawah aksi suhu tinggi(dari 200 hingga 650 derajat Celcius) menembus di antara partikel struktural logam.

Selain hidrogen, difusi oksigen dan gas lainnya juga dapat terjadi pada padatan. Proses ini, yang tidak terlihat oleh mata, membawa banyak kerugian, karena struktur logam dapat runtuh karenanya.

Difusi cairan dalam logam

Namun, tidak hanya molekul gas yang dapat menembus ke dalam padatan, tetapi juga cairan. Seperti dalam kasus hidrogen, paling sering proses ini menyebabkan korosi (jika kita berbicara tentang logam).

Contoh klasik difusi cairan dalam padatan adalah korosi logam di bawah pengaruh air (H2O) atau larutan elektrolit. Untuk sebagian besar, proses ini lebih akrab dengan nama berkarat. Tidak seperti korosi hidrogen, dalam prakteknya harus dihadapi lebih sering.

Kondisi untuk mempercepat difusi. Koefisien difusi

Setelah berurusan dengan zat di mana proses yang dipertimbangkan dapat terjadi, ada baiknya mempelajari kondisi terjadinya.

Pertama-tama, laju difusi tergantung pada keadaan agregasi zat yang berinteraksi. Semakin banyak reaksi terjadi, semakin lambat lajunya.

Dalam hal ini, difusi dalam cairan dan gas akan selalu lebih aktif daripada dalam padatan.

Misalnya, jika kristal kalium permanganat KMnO 4 (kalium permanganat) dilemparkan ke dalam air, mereka akan memberikan warna merah tua yang indah dalam beberapa menit. Namun, jika Anda menaburkan kristal KMnO 4 pada sepotong es dan memasukkan semuanya ke dalam freezer, setelah beberapa jam, kalium permanganat tidak akan dapat sepenuhnya mewarnai H 2 O yang beku.

Dari contoh sebelumnya, satu kesimpulan lagi dapat ditarik tentang kondisi difusi. Selain keadaan agregasi, suhu juga mempengaruhi laju interpenetrasi partikel.

Untuk mempertimbangkan ketergantungan proses yang sedang dipertimbangkan, ada baiknya mempelajari konsep seperti koefisien difusi. Ini adalah nama karakteristik kuantitatif dari kecepatannya.

Dalam kebanyakan rumus, ini dilambangkan dengan huruf Latin kapital D dan dalam sistem SI diukur dalam meter persegi per detik (m² / s), terkadang dalam sentimeter per detik (cm 2 / m).

Koefisien difusi sama dengan jumlah materi yang dihamburkan melalui permukaan satuan selama satuan waktu, asalkan perbedaan kerapatan pada kedua permukaan (terletak pada jarak yang sama dengan satuan panjang) sama dengan satu. Kriteria yang menentukan D adalah sifat-sifat zat tempat terjadinya proses penghamburan partikel itu sendiri, dan jenisnya.

Ketergantungan koefisien pada suhu dapat dijelaskan dengan menggunakan persamaan Arrhenius: D = D 0exp (-E/TR).

Dalam rumus yang dipertimbangkan, E adalah energi minimum yang diperlukan untuk mengaktifkan proses; T - suhu (diukur dalam Kelvin, bukan Celcius); R adalah karakteristik konstanta gas dari gas ideal.

Selain semua hal di atas, laju difusi dalam padatan, cairan dalam gas dipengaruhi oleh tekanan dan radiasi (induksi atau frekuensi tinggi). Selain itu, banyak tergantung pada keberadaan zat katalitik, seringkali yang bertindak sebagai pemicu dimulainya dispersi aktif partikel.

Persamaan difusi

Fenomena ini adalah tampilan pribadi persamaan diferensial parsial.

Tujuannya adalah untuk menemukan ketergantungan konsentrasi suatu zat pada ukuran dan koordinat ruang (di mana ia berdifusi), serta waktu. Dalam hal ini, koefisien yang diberikan mencirikan permeabilitas media untuk reaksi.

Paling sering, persamaan difusi ditulis sebagai berikut: (r,t)/∂t = x .

Di dalamnya (t dan r) adalah rapat massa bahan penghambur di titik r pada waktu t. D (φ, r) adalah koefisien difusi umum pada kerapatan di titik r.

adalah operator diferensial vektor yang komponen koordinatnya merupakan turunan parsial.

Ketika koefisien difusi bergantung pada kerapatan, persamaannya adalah non-linier. Bila tidak - linier.

Setelah mempertimbangkan definisi difusi dan fitur-fiturnya proses ini di lingkungan yang berbeda, dapat dicatat bahwa ia memiliki sisi positif dan negatif.