Как протекает диффузия в жидкостях? Опишите опыт.
Нальём в мензурку (или стакан) раствор медного купороса, имеющего темно−голубой цвет. Сверху осторожно добавим чистой воды (рис. 23).
рис. 23. Диффузия в жидкостях
Вначале между водой и медным купоросом будет видна резкая граница, которая через несколько дней станет не такой резкой. Граница, отделяющая одну жидкость от другой, исчезнет через 2 — 3 недели. В сосуде образуется однородная жидкость бледно−голубого цвета. Это значит, что жидкости перемешались.
Наблюдаемое явление объясняется тем, что молекулы воды и медного купороса, которые расположены возле границы раздела этих жидкостей, поменялись местами (рис.24).
рис. 24.
Размывание границы раздела двух жидкостей при диффузии.
Граница раздела стала расплывчатой. Молекулы медного купороса оказались в нижнем слое воды, а молекулы воды переместились в верхний слой медного купороса.
Если дать мензурке постоять 2—3 недели, то граница раздела будет еще более расплывчатой и постепенно совсем исчезнет. Вся вода окрасится в голубой цвет. Это происходит потому, что молекулы, двигаясь непрерывно и беспорядочно, распространяются по всему объему. Жидкость в сосуде становится однородной.
Диффузия в жидкостях — это процесс взаимного проникновения молекул одного вещества в другое, который происходит за счет хаотического теплового движения молекул. Этот процесс не требует внешнего воздействия, например, перемешивания, так как обусловлен фундаментальными свойствами молекул, их движением и взаимодействием. Диффузия является одним из проявлений молекулярно−кинетической теории, которая объясняет свойства вещества через движение и взаимодействие его микрочастиц.
В жидкостях молекулы активно движутся, хотя их энергия движения ниже, чем в газах. Они расположены ближе друг к другу, чем в газообразной среде, и между ними существуют силы взаимного притяжения. Тем не менее, молекулы жидкости обладают способностью перемещаться, преодолевая эти силы, и их движение остается хаотичным, что способствует процессу диффузии.
Когда два жидких вещества контактируют, например, вода и капля красителя, молекулы красителя начинают проникать в воду, а молекулы воды — в краситель. Со временем концентрация веществ в каждой точке жидкости становится равномерной. Этот процесс может занимать значительное время, особенно если жидкость неподвижна, так как скорость диффузии в жидкостях ниже, чем в газах.
Для визуализации процесса диффузии можно провести следующий опыт:
Пояснение к опыту:
− В начале опыта молекулы красителя сосредоточены в одной области (в капле). Постепенно, из−за диффузии, молекулы красителя начинают двигаться хаотично и проникают между молекулами воды.
− Из−за теплового движения частиц молекулы красителя распространяются в жидкости, пока не достигнут равномерного распределения по всему объему.
− Опыт демонстрирует основной принцип диффузии — стремление молекул к равномерному распределению в пространстве.
Этот опыт позволяет наглядно увидеть, как молекулы вещества перемещаются в жидкости под действием хаотического теплового движения.
Пожауйста, оцените решение
