От чего зависит скорость диффузии

24. Факторы, влияющие на скорость диффузии. Роль диффузии в процессах переноса веществ в биологических системах

Диффузия зависит от температуры. Скорость диффузии будет увеличиваться с увеличением температуры, потому что при повышении температуры будет увеличиваться скорость движения молекул, то есть молекулы будут быстрее перемешиваться. Агрегатное состояние вещества тоже будет влиять на то, от чего зависит диффузия, а именно на скорость диффузии. Тепловая диффузия зависит от вида молекул. Например, если предмет металлический, то тепловая диффузия протекает быстрее, в отличие от того, если бы этот предмет был сделан из синтетического материала. Очень медленно протекает диффузия между твердыми материалами.

Роль диффузии в процессах переноса веществ в биологических системах

Явление диффузии играет очень важную роль в процессах перемещения различных питетельных в-в и продуктов обмена в тканевых жидкостях.

В живых организмах диффузия тесно связана со многими биологическими явлениями. Скорость многих физико-химич процессов в организме зависит прежде всего от скорости диффузии реагирующих веществ. Общая кинетика биологич. явлений определяется наиболее медленным их этапом- диффузией реагентов,а не биохимич. реакциями, протекающими при участии ферментов с очень большой скоростью.

Каждая клетка организма представляет сложнейшую систему различных в-в, существенно влияющую на направление и скорость диффузии различных в-в. Изменение функционального состояния клетки, тесно связанное с общими регуляторными механизмами живых организмов, сопровождается изменением состояния фаз, их объемов, величины поверхности раздела между ними. Всё это приводит к определённым изменениям в диффузии различных веществ. Интенсивность обменных реакций также оказывает регулирующее влияние на диффузию. Повышение обменных процессов усиливает использование диффундирующих реагентов и ведёт к накоплению продуктов реакций,что в свою очередь повышает градиенты их концентраций и увеличивает диффузию, понижение интенсивности обменных процессов действует в обратном направлении.

25.Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов

Электролиты – это вещества, растворы которых проводят электрический ток посредством ионов, на которые они распадаются под действием полярных молекул растворителя.

Коллигативные свойства – это свойства растворов, зависящие от числа частиц растворенного вещества. К коллигативным свойствам растворов относят:

1) понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором,

2) понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с температурами замерзания и кипения чистых растворителей.

3) осмотическое давление.

26. Закон Рауля и следствия из него: понижение температуры замерзания растворителя, повышение температуры кипения, осмос.

1 закон Рауля. Давление насыщенного пара растворителя над раствором пропорционально мольной доле растворителя.

,

где Р – давления насыщенного пара растворителя над раствором, Па;

Р₀ – давления насыщенного пара над растворителем, Па;

(р-ля) – мольная доля растворителя;

(раств. в-ва) – количество растворенного вещества, моль;

(р-ля) – количество вещества растворителя, моль.

2 закон Рауля. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с таковыми для чистого растворителя пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества:

,

где t_кип – повышение температуры кипения раствора, С;

t_зам – понижение температуры замерзания раствора, С;

К_э – эбуллиоскопическая константы растворителя, (кгС)/моль;

К_к – криоскопическая константы растворителя, (кгС)/моль;

b – моляльная концентрация, моль/кг;

(раств. в-ва) – количество растворенного вещества, моль;

m(р-ля) – масса растворителя, кг;

m(раств. в-ва) – масса растворенного вещества, г;

М(раств. в-ва) – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

Зная температуры кипения и замерзания чистых растворителей и t можно рассчитать температуры кипения и замерзания растворов:

От чего зависит диффузия веществ? пожалуйста понятным языком

Вопрос задан некорректно. Надо было: от чего зависит скорость диффузии.
Скорость диффузии зависит от температуры: чем выше температура, тем диффузия идёт быстрее. А ещё зависит от агрегатного состояния: в газах диффузия идёт очень быстро, в жидкостях медленно, а в твёрдых телах — очень медленно.

tik takГуру (2690) 12 лет назад
Спасибо Огромное.
чистякова олесяПрофи (909) 7 лет назад
большое спасибо вам.
. .Профи (551) 2 года назад
Сомневаюсь, что Вы еще живы, но спасибо!
Тугеус Владимир Искусственный Интеллект (186524) . .,и не надейся. -))
Остальные ответы
от температуры и плотности

В отсутствие макроскопического движения среды (напр. , конвекции) диффузия молекул (атомов) определяется их тепловым движением (т. н. молекулярная диффузия) . В неоднородной системе (газ, жидкость) при молекулярной диффузии в отсутствие внешних воздействий диффузионный поток (поток массы) пропорционален градиенту его концентрации. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом диффузии. В физике, кроме диффузии молекул (атомов) , рассматривают диффузию электронов проводимости, дырок, нейтронов и других частиц.

От температуры, агрегатного состояния, рода вещества.

В отсутствие макроскопического движения среды (напр. , конвекции) диффузия молекул (атомов) определяется их тепловым движением (т. н. молекулярная диффузия) . В неоднородной системе (газ, жидкость) при молекулярной диффузии в отсутствие внешних воздействий диффузионный поток (поток массы) пропорционален градиенту его концентрации. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом диффузии. В физике, кроме диффузии молекул (атомов) , рассматривают диффузию электронов проводимости, дырок, нейтронов и других частиц.

Скорость диффузии зависит от температуры: чем выше температура, тем диффузия идёт быстрее. А ещё зависит от агрегатного состояния: в газах диффузия идёт очень быстро, в жидкостях медленно, а в твёрдых телах — очень медленно. В отсутствие макроскопического движения среды (напр. , конвекции) диффузия молекул (атомов) определяется их тепловым движением (т. н. молекулярная диффузия) . В неоднородной системе (газ, жидкость) при молекулярной диффузии в отсутствие внешних воздействий диффузионный поток (поток массы) пропорционален градиенту его концентрации. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом диффузии. В физике, кроме диффузии молекул (атомов) , рассматривают диффузию электронов проводимости, дырок, нейтронов и других частиц.

От чего зависит скорость диффузии

диффузия (англ. diffusion) — (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание) — процесс переноса материи, обусловленный хаотическим движением молекул, атомов или ионов в одно- или многокомпонентной системе.

Описание

Процесс диффузии является неравновесным, однако приводит к равновесному распределению концентраций вещества внутри системы. Все виды диффузии подчиняются сходным закономерностям. Скорость диффузии пропорциональна площади поверхности, перпендикулярной направлению переноса, а также разности концентраций, температур или плотности зарядов (в случае относительно небольших величин этих параметров). Количество вещества, которое диффундирует в течение определенного времени, и расстояние, проходимое диффундирующим веществом, пропорциональны квадратному корню из времени.

В большинстве практических случаев поток диффундирующих частиц пропорционален градиенту концентрации C с коэффициентом пропорциональности, называемым коэффициентом диффузии D [cм 2 _· сек – 1 ]. Коэффициент диффузии D обычно зависит от температуры.

В твердом теле обычно выделяют объемную и поверхностную диффузию, а также диффузию по границам зерен (зернограничная диффузия), скорости которых существенно отличаются.

Авторы

• Журавлева Наталья Геннадиевна
• Саранин Александр Александрович

Источники

1. Диффузия // Википедия. — http://ru.wikipedia.org/wiki/Диффузия (дата обращения: 26.07.2010).
2. Диффузия // Химическая энциклопедия. Т. 1. — М.: Советская энциклопедия, 1990. С. 102.

Связанные термины

• барьер Эрлиха-Швобеля
• гидродинамический радиус
• диффузия в кристалле
• межзеренная граница
• поверхностная диффузия
• рекристаллизация наноматериалов

Разделы

«Исследование зависимости скорости диффузии от температуры»

многие природные явления связаны с процессами диффузии, о которой мы говорили недавно в школе. Но говорили так мало! Цели данной работы: 1. Расширить и углубить знания о диффузии. 2. Смоделировать отдельные диффузионные процессы опытным путем. 3. Доказать зависимость скорости диффузии от температуры

Скачать:

Вложение	Размер
diffuziya_stupen19_kokoeva.doc	404.5 КБ

Предварительный просмотр:

XVI Региональный конкурс молодых исследователей «Ступень в науку»

Тема: «Исследование зависимости скорости диффузии от температуры»

Кокоева Кристина Аслановна,

Место выполнения работы

МБОУ СОШ с. Новый Батако,

Кудухова Надежда Васильевна,

Владикавказ 2018 — 2019.

II. Скорость диффузии

III. Проектирование отдельных опытов по диффузии. ………………5-9

Библиографический список. ………………………………………..10

Как много удивительного и интересного происходит вокруг нас. Светят на ночном небе далёкие звёзды, горит в окне свеча, ветер разносит аромат цветущей черёмухи, тебя провожает взглядом стареющая бабушка…. Многое хочется узнать, попытаться объяснить самостоятельно. Ведь многие природные явления связаны с процессами диффузии, о которой мы говорили недавно в школе. Но говорили так мало!

1. Расширить и углубить знания о диффузии.
2. Смоделировать отдельные диффузионные процессы опытным путем.
3. Доказать зависимость скорости диффузии от температуры

Для достижения целей я поставила перед собой задачи:

1. Найти необходимый материал в литературе, Интернет-сети, изучить и проанализировать его.
2. Узнать, в каких областях используется диффузия.
3. Описать и спроектировать наиболее интересные опыты по данному явлению.

4. Спроектировать опыты, доказывающие зависимость скорости диффузии от температуры.

Методы, которые я использовала : анализ и синтез литературы, проектирование, моделирование.

Моя работа состоит из трёх частей; основная часть – из 7 глав. Мной были изучены и обработаны материалы 13 литературных источников, среди которых учебная, справочная, научная литература и Интернет-сайты/

Таким образом, диффузия или броуновское движение – это беспорядочное движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием ударов молекул окружающей среды; открыто Р. Броуном в 1827 г.

II. Скорость диффузии.

При движении частицы в веществе, она постоянно сталкивается с его молекулами. Это одна из причин, почему в обычных условиях диффузия идёт медленнее обычного движения. От чего же зависит скорость диффузии?

Во-первых, от среднего расстояния между столкновениями частиц, т.е. длины свободного пробега. Чем больше эта длина, тем быстрее частица проникает в вещество.

Во-вторых, на скорость влияет давление. Чем плотнее упаковка частиц в веществе, тем труднее частице-пришельцу проникнуть в такую упаковку.

В-третьих, большую роль оказывает на скорость диффузии молекулярная масса вещества. Чем крупнее мишень, тем вероятнее попадание, а после столкновения скорость всегда замедляется.

И, в-четвёртых, температура. С ростом температуры колебания частиц увеличиваются, растёт скорость молекул. Однако, скорость диффузии в тысячу раз медленнее скорости свободного движения.

Диффузия представляет собой процесс на молекулярном уровне и определяется случайным характером движения отдельных молекул. Скорость диффузии пропорциональна в связи с этим средней скорости молекул. В случае газов средняя скорость малых молекул больше, а именно она обратно пропорциональна квадратному корню из массы молекулы и растёт с повышением температуры. Диффузионные процессы в твёрдых телах при высоких температурах часто находят практическое применение.

III. Проектирование отдельных экспериментов.

Используя научную литературу, я попыталася повторить наиболее интересные для меня опыты, которые подтверждают зависимость явления диффузии от температуры.

I эксперимент Изучение зависимости скорости протекания диффузии в воде с пакетиками чая от температуры. Цель: изучить, как температура воды влияет на скорость протекания диффузии. Приборы и материалы: термометры – 2 шт, часы – 1 шт, стаканы – 2шт, чай.

Описание опыта и полученные результаты: Взяла два сосуда с водой при t=24 °С и t=80 °С. На рисунках показано протекание эксперимента через определенное время от начала: в начале эксперимента — рис.1, через 30 мин. — рис.2. Из этого опыта можно сделать вывод о том, что на скорость протекания диффузии влияет температура: чем больше температура, тем выше скорость протекания диффузии.

Время: 12:00 12:20

Слева – горячая вода t = 80 C , Холодная вода t = 24 C — справа

II эксперимент Изучение зависимости скорости протекания диффузии в воде с медным купоросом от температуры. Цель: изучить, как температура воды влияет на скорость протекания диффузии. Приборы и материалы: термометры – 2 шт, часы – 1 шт, стаканы – 2шт, медный купорос, вода в стаканах при разной температуре Описание опытов и полученные результаты: Взяла два сосуда с водой при t=20 °С и t=85 °С. На рисунках показано протекание эксперимента через определенное время от начала: в начале эксперимента — рис.1, через 30 мин. — рис.2. Из этого опыта можно сделать еще раз вывод о том, что на скорость протекания диффузии влияет температура: чем больше температура, тем выше скорость протекания диффузии.

Растворение медного купороса в холодной и горячей воде.

Время: 14:00 14:30

Слева – горячая вода t = 85 C , Холодная вода t = 20 C — справа

Вывод: Диффузия протекает намного быстрее с повышением температуры.

III эксперимент Демонстрация явления диффузии на расстоянии.

Цель: показать, что явление диффузии протекает на расстоянии.

Приборы и материалы: стеклянный сосуд, ватка, нашатырный спирт, фенолфталеин. Описание опыта и полученные результаты: ватку, смоченную нашатырным спиртом, поместила на дно стеклянного сосуда, а смоченную фенолфталеином прикрепила к крышке и накрыли этой крышкой стеклянный сосуд. Через некоторое время ватка, смоченная фенолфталеином, начинает окрашиваться.

Ватка, смоченная фенолфталеином, окрашивается даже без соприкосновения. Почему? Ответ: непрерывное хаотическое движение частиц веществ.

IV эксперимент Демонстрация зависимости явления диффузии от температуры на расстоянии. Приборы и материалы: часы с секундной стрелкой, рулетку, флакон туалетной воды. Описание опыта: Взяли часы с секундной стрелкой, рулетку, флакон туалетной воды и встали в разные углы комнаты. Один засекает время и открывает флакон. Другой отмечает время, когда почувствует запах туалетной воды. Измерили расстояние между экспериментаторами, нашли скорость диффузии. Для точности опыт повторили 3 – 4 раза, и нашли среднее значение скорости. Расстояние между экспериментаторами 5 метров, то запах чувствуется через 4 минут при температуре 22 0 С. Скорость диффузии — равна 1,25 м /мин. При температуре 30 0 С при таком же расстоянии — 2 минут. Скорость диффузии в данном случае равна 2,5 м /мин. Еще раз подтвердили, что диффузия протекает на расстоянии и скорость протекания зависит от температуры.

Вывод: Явление диффузии протекает на расстоянии за счет теплового движения молекул.

V эксперимент Влияние различных веществ на поверхности воды на скорость диффузии

Цель : изучить, как различные вещества на поверхности воды влияют на скорость протекания диффузии.

Приборы и материалы : термометр, секундомер, блюдца с водой – 3 шт, бензин, растительное масло, марганцовокислый калий KMnO 4.

В три блюдца я налила воду одинаковой массы и одинаковой температуры (35 градусов), затем в первое блюдце добавила бензин (5 мл), во второе – растительное масло (5 мл), в третьем вода оставалась чистой. Отметила время начала эксперимента и через каждые 10 минут снимала показания термометров, помещенных во все жидкости.

Все результаты наблюдений заношу в таблицу

Температура чистой воды, t 0 С

Температура воды с бензином, t 0 С

Температура воды с растительным маслом, t 0 С