Fyzmatik | Jak funguje difuze

Stalo se vám někdy, že jste si do šálku vody vhodili sáček čaje a horká voda se za poměrně krátkou dobu bez míchání sama zbarvila? Tak to jste byli svědky difuze.

Částice se v látkách neustále a neuspořádaně pohybují. Tento druh pohybu nazýváme tepelný pohyb. Svědčí o něm mnohé jevy pozorované zejména u kapalin a plynů. Je to především jev zvaný difuze.
Difuzí rozumíme samovolné pronikání částic jedné látky mezi částice druhé látky téhož skupenství, pokud je uvedeme do vzájemného styku.
Difuze probíhá velmi rychle u plynů. Pokud otevřeme voňavku v místnosti, brzy všude cítíme jejívůni. Pomaleji pak probíhá u kapalin a ještě pomaleji pak u pevných látek.

Na videu pozorujeme difuzi par brómu z odměrného válce do prostoru skleněného válce nad ním. Vidíme, že difuze probíhá i proti směru gravitační síly a brzy se bróm a vzduch samovolně smíchají. Částice vzduchu pronikají mezi molekuly brómu a naopak. Rychle probíhá pronikání molekul bromu do vakua po otevření kohoutku, který plyn spojuje se vzduchoprázdným prostorem.

Hezky můžeme porovnat difuzi u bromu a NO₂, kde molekuly bromu jsou těžší, proto jejich rozmístění do válce je mnohem pomalejší.
Rychlost difuze a její způsob můžeme pozorovat dalšími pokusy, například s amoniakem NH₃ a parami koncentrované kyseliny chlorovodíkové HCl. Ve skleněné trubice pozorujeme vznik jakéhosi rozhraní střetávajících se a reagujících molekul obou plynů. Postup difuze v trubici nádherně ukazuje indikační papír.

V dalším pokusu, pozorujeme difuzi v kapalinách. Do vody nasypeme krystalky manganistanu draselného, které za chvíli zbarví celý obsah vody v nádobě.
Důležitou skutečností u difuze je závislost rychlosti jejího průběhu na teplotě. Při vyšší teplotě pozorujeme rychlejší průběh difuze. Z toho usuzujeme, že při vyšší teplotě se částice pohybují rychleji.