Pokaż spis treści
Wróć do informacji o e-podręczniku

Jeśli chcemy, by ładny zapach odświeżacza powietrza czuć było w całym domu, wystarczy, że rozpylimy go w jednym pomieszczeniu, np. w kuchni. Jak to się dzieje, że wonna substancja po jakimś czasie wyczuwalna jest również w pokoju, łazience i przedpokoju?

Źródło: PublicDomainPictures (https://pixabay.com), . Drobiny z torebki herbacianej szybciej rozpraszają się w ciepłej wodzie
Już wiesz
  • że substancje zbudowane są z drobin;

  • że substancje występują w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym;

  • że im wyższa temperatura, tym szybciej poruszają się drobiny.

Nauczysz się
  • wyjaśniać termin „dyfuzja”;

  • przedstawiać na modelu zjawisko dyfuzji;

  • proponować doświadczenia dowodzące zjawiska dyfuzji;

  • wskazywać przykłady na to, że dyfuzja jest bardzo ważna dla organizmów żywych.

1. Co to jest dyfuzja?

Odświeżacze powietrza, pojemniki z płatkami kwiatów czy kadzidełka to środki, dzięki którym można nadać pomieszczeniu przyjemną woń. Jest to możliwe dzięki zjawisku, które nazywamy dyfuzją. Jest to proces polegający na rozprzestrzenianiu i mieszaniu się drobin różnych substancji w wyniku ruchu cząstek. Przeprowadź doświadczenie, by zrozumieć, na czym dokładnie polega dyfuzja.

Animacja ukazuje mieszanie się dwóch cieczy. Do naczynia z wodą wlana zostaje niebieskawa ciecz. Następuje przemieszane jej z wodą. W tym momencie film zmienia się w animację, która ukazuje w przybliżeniu cząsteczki wody i substancji rozpuszczonej za pomocą lupy. Widać, że cząsteczki te występują naprzemiennie w zmieszanych cieczach.
Doświadczenie 1

Zbadanie, jak rozprzestrzeniają się zapachy.

Co będzie potrzebne
  • balon,

  • olejek migdałowy,

  • duże zamykane pudło tekturowe.

Instrukcja
  1. Do balonu ostrożnie wlej kilka kropli olejku migdałowego.

  2. Nadmuchaj balon i zawiąż, a następnie zamknij w pudełku.

  3. Po godzinie otwórz pudełko. Co czujesz?

Podsumowanie

Po otwarciu pudła czuć zapach olejku migdałowego. Oznacza to, że jego drobiny przedostały się przez materiał, z którego zrobiony jest balon. Było to możliwe właśnie dzięki zjawisku dyfuzji.

2. Dyfuzja a stany skupienia

Dyfuzja w gazach zachodzi szybko, gdyż między drobinami każdego gazu znajdują się duże przestrzenie, które mogą zostać zajęte przez drobiny innej substancji. Kiedy na przykład wyjmujemy gorące ciasto z piekarnika, prawie natychmiast możemy wyczuć jego aromat. Drobiny wydobywają się z wypieku, mieszają z powietrzem i docierają do naszych nosów.
Dyfuzja zachodzi także w cieczach, których drobiny również wykonują intensywne ruchy. Można łatwo zaobserwować to w warunkach domowych, np. podczas dodawania syropu owocowego do wody. W ciałach stałych proces dyfuzji zachodzi bardzo powoli.

Widać trzy próbówki, jedna zakorkowana, druga wypełniona cieczą, trzecia ma na dnie np. kamyk lub kawałek metalu. Zbliżenie na próbówkę pierwszą, widać „lupkę”, w której szybko poruszają się rzadko rozmieszczone cząsteczki. Widać dym rozprzestrzeniający się po pokoju. Zbliżenie na próbówkę drugą, widać, że drobiny są ułożone gęściej i poruszają się wolniej. Widać atrament wlewany do szklanki z wodą, który stopniowo się rozprzestrzenia. Zbliżenie na próbówkę trzecią, widać, że drobiny są ułożone jedna przy drugiej i drgają, ale nie przemieszczają się. Widać butelkę z nakrętką. Pojawia się ręka odkręcająca butelkę.

3. Od czego zależy szybkość dyfuzji?

W ciałach stałych ruch drobin polega na drganiu wokół ustalonych położeń. Gdy wzrasta temperatura, drobiny zaczynają poruszać się szybciej. Kiedy substancja osiągnie temperaturę topnienia, stan skupienia zmienia się na ciekły. Drobiny mogą wtedy przemieszczać się (oddalać się i przybliżać do siebie). Z tego powodu ciecze – w odróżnieniu od ciał stałych – ławo zmieniają kształt (przyjmując kształt naczynia, do którego zostały wlane). Natomiast w gazach drobiny znajdują się daleko od siebie, szybko się poruszają i mogą zupełnie swobodnie się przemieszczać. Skoro temperatura wpływa na szybkość ruchu cząstek, to może wpływa również na szybkość rozpuszczania się substancji i dyfuzji?

Doświadczenie 2

Zbadanie, czy temperatura ma wpływ na szybkość dyfuzji.

Co będzie potrzebne
  • 3 żaroodporne szklanki,

  • stoper,

  • woda,

  • łyżeczka,

  • czajnik,

  • atrament.

Instrukcja
  1. Pierwszą szklankę napełnij w 2/3 gorącą wodą z czajnika i dodaj kroplę atramentu. Włącz stoper i obserwuj, po jakim czasie nastąpi całkowite zmieszanie wody z atramentem. Uważaj, by nie wstrząsać zawartością szklanki.

  2. Do drugiej szklanki nalej tyle samo wody letniej. Dalej postępuj tak, jak w punkcie 1.

  3. Do trzeciej szklanki wlej tyle samo wody zimnej. Dalej postępuj tak, jak w punkcie 1.

Podsumowanie

Mieszanie się składników zachodziło tym szybciej, im wyższa była temperatura. Oznacza to, że wzrost temperatury ma wpływ na szybkość dyfuzji, gdyż zwiększa się prędkość ruchu drobin.

Widać dwa modele drobinowe substancji. Ekran podzielony na dwie połowy, po obu stronach widać poruszające się chaotycznie drobiny pomarańczowe. Nad oboma modelami pojawia się termometr – bez skali, ze słupkiem. Po obu stronach pomiędzy pomarańczowe drobiny dostają się niebieskie. Początkowo mieszają się powoli. Po prawej stronie temperatura wzrasta – słupek termometru podnosi się. Drobiny po prawej stronie poruszają się szybciej i szybciej dochodzi do zmieszania niebieskich z pomarańczowymi. Widać dwa modele drobinowe substancji. Ekran podzielony na dwie połowy, po obu stronach widać poruszające się chaotycznie drobiny pomarańczowe. Po obu stronach pomiędzy pomarańczowe drobiny dostają się niebieskie. Po prawej stronie mieszają się z pomarańczowymi szybciej, niż po lewej stronie

4. Znaczenie dyfuzji

Dyfuzja jest zjawiskiem o ogromnym znaczeniu w przyrodzie. Dzięki niej możemy oddychać, gdyż tlen z powietrza przenika w naszych płucach do krwi. Zjawisko to ma także wiele zastosowań w życiu człowieka. Dzięki niej możliwe jest budowanie wielu urządzeń oraz ich funkcjonowanie.

Ciekawostka

W ciałach stałych dyfuzja przebiega bardzo powoli, ale również jest możliwa. Zaobserwowano na przykład, że zetknięte ze sobą gładko oszlifowane płytki ołowiu i złota po upływie kilku lat zlepiają się.

Podsumowanie

  • Dyfuzja to samorzutne mieszanie się ze sobą różnych substancji na skutek ruchu drobin.

  • Ciecze, ciała stałe i gazy zbudowane są z drobin, które znajdują się w ciągłym ruchu. Możemy się o tym przekonać, obserwując zmiany stanów skupienia substancji oraz zjawisko dyfuzji.

  • Szybkość dyfuzji zależy między innymi od temperatury, mieszania i wielkości cząstek substancji rozpuszczonej.

Praca domowa
Polecenie 1.1

Na podstawie dostępnych źródeł informacji wskaż negatywne skutki dyfuzji.

Słowniczek

dyfuzja

proces polegający na samorzutnym i chaotycznym rozprzestrzenianiu i mieszaniu się drobin różnych substancji w wyniku ruchu cząstek

Zadania

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2