Difüzyon nedir?

Molekül, atom ve iyonların üniform (her yerde aynı) bir konsantrasyon (derişim) meydana getirmek üzere dağılmaları (yayılmaları) olayı.

Gaz molekülleri, aralarındaki çekim kuvvetlerinden kurtulmuş olduklarından kolaylıkla ve hızla difüze olurlar (yayılırlar). Sıvılarda ise, moleküller birbirleri üzerinde serbestçe kayıp yuvarlanabilirler. Fakat aralarındaki çekim kuvvetleri onları birbirine yakın tutar ve difüzyonları orta hızda sayılır.

Katılarda moleküller, katı bir yapı içinde büyük ölçüde titreşim hareketi yaparlar ve moleküllerin ferdi difüzyonları oldukça yavaştır. Moleküllerin hareket veya kinetik enerjileri mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Sıcaklık yükseldikçe hareket artar. Dolayısıyla sıcaklık yükseldikçe difüzyon hızı artar.

Konsantrasyonu yüksek olan bölgeden az olan bölgeye doğru difüzyon her yönde aynıdır. Bir bardak suya bir kaşık şeker konduğunda şeker, bardağın her yerinde aynı tatlılık (derişim, konsantrasyon) olacak şekilde yavaşça dağılır. Aynı işlem sıcak suda yapılsa netice çok daha çabuk gerçekleşir.

Graham difüzyon kanunu: Aynı sıcaklık ve basınç altında çeşitli gazların difüzyon hızları bunların molekül tartılarının (veya yoğunluklarının) karekökü ile ters orantılıdır.Gaz difüzyonunun önemli bir uygulaması, izotopların birbirinden ayrılmalarıdır. İzotopların kimyasal özellikleri hemen hemen aynıdır.

Fakat kütleleri ve tabiatıyla difüzyon hızları farklıdır. Mesela, parçalanabilen uranyum, uranyum tuzları karışımından bu metodla ayrılır. Karbon atomlarının çeliğe difüzyonundan yararlanarak yüzeyi sert yani aşınmaya mukavim fakat içi yumuşak darbeye dayanıklı makina parçaları yapılır.

Kimyasal reaksiyonlarda bilhassa katı hal reaksiyonlarında difüzyon hızının önemi büyüktür. Bireysel moleküllerin hareketleri demek olan difüzyon olayı ile, yerçekimi sebebiyle meydana gelen konveksiyon veya kütle taşınımı arasındaki farkı burada belirtmek gerekir.

Difüzyon hızına etki eden faktörler

• Küçük moleküller,büyük moleküllere göre daha kolay geçerler.
• Nötr moleküller iyonlara göre daha kolay geçer.Çünkü zarın dış kısmı da iyonik yapıdadır. Negatif iyonlar biraz daha kolay geçer.
• Yağda çözünen maddeler de çözünmeyenlere göre daha kolay geçer.(A,D,E,K vitaminleri)
• Yağı çözen maddelerde kolay geçer.(Alkol ve eter gibi.)
• Por sayısı ve sıcaklık arttıkça difüzyon hızı da artar.
• İki ortam arasındaki yoğunluk farkı ne kadar çoksa difüzyonda o kadar hızlı olur.
• Akışkanlığı fazla olan ortamlarda difüzyon hızlı olur.

Katının sıvıya difüzyonu

Erimeyen cisimlerle, su ile gerçek eriyikler yapmayan cisimler dışında diğer bütün sıvı ve eriyiklerde, gazlarda olduğu gibi, difüzyon meydana gelir. Bunlarda da difüzyon olayları genel olarak aynı kurallara dayanırlar. Yani sıvı ve eriyiklerde de difüzyon, yoğunluk farkının bulunduğu durumlarda moleküller hareket sayesinde olur.

Su dolu bir bardak içinde potasyum permanganat billurunun erimesi ile meydana gelen mor renk, bardağı dolduran bütün su boyunca yayınır. Ancak bölgesel yoğunluk değişiklikleri sebebiyle rengi, billur etrafında koyu, billurdan uzaklaştıkça, açık olduğu görülür. Yoğunluk farkı kalktığında denge oluşur ve renk her yerde aynı koyulukta görülür. Bu deney de bize katının sıvıya difüzyonunu gösterir.

Sıvının sıvıya difüzyonu

Su dolu bir bardağın dibine bir damlalık vasıtasiyle boyanmış çok yoğun şeker eriyiğinden bir miktar konursa, bir müddet sonra bardağın dibindeki şeker eriyiğinin bardağı dolduran su içine tamamen difüzyon ettiği görülür. Bu da sıvının – sıvıya difüzyonuna dair bir örnektir. Aralarında yoğunluk farkı olan ve iki ayrı fazda bulunan maddelerin moleküller hareket sayesinde bulundukları hacmi doldurmaya çalışmaları sonucunu difüzyon oluşur.

Yorumlar

yunus 29.03.2016
Difüzyon madenin çok bulunduğu yerden az bulunduğu yere enerji harcamadan geçmesidir.
Cevapla

Yorum ekle

Vazgeç