Inhoud
Als je iets op het fornuis verbrandt, ruikt de keuken rokerig. Maar een paar minuten later ruikt je hele plek naar verbrand voedsel. Dat komt omdat de atomen van verbrand voedsel door je huis diffunderen. Diffusie is het proces waarbij atomen van het ene materiaal worden overgedragen in een ander materiaal door willekeurige atoombeweging. In diffusie verspreiden atomen de neiging zich gelijkmatig te verspreiden, zoals wanneer de rook zich door uw hele huis naar een lagere concentratie verplaatst. De diffusiesnelheid hangt van verschillende factoren af.
Temperatuur
Van alle factoren die de diffusiesnelheid beïnvloeden, is temperatuur het belangrijkst. Temperatuur heeft het grootste effect op diffusiesnelheden en is de gemakkelijkste van de factoren om te veranderen. Verhoging van de temperatuur verhoogt de diffusiesnelheid door energie toe te voegen aan elk deeltje. Dit komt omdat deeltjes met meer energie vaker tegen elkaar stuiteren en zich gelijkmatig over het materiaalvolume verspreiden. Evenzo zal het verlagen van de temperatuur de diffusiesnelheid verlagen door de energie van elk deeltje te verlagen.
Concentratie verschil
De diffusiesnelheid hangt af van het verschil tussen concentraties over het gastheermateriaal, met grotere concentratieverschillen die resulteren in hogere diffusiesnelheden. Diffusie door een dunne wand of membraan zal bijvoorbeeld snel plaatsvinden als er een hoge concentratie van het gas aan de ene kant en geen van het gas aan de andere kant van de muur is. Als er aan beide zijden al een bijna gelijke hoeveelheid gas is, zal de diffusie veel langzamer zijn.
Diffusie-afstand
De diffusiesnelheid is omgekeerd evenredig met de afstand waarover het materiaal diffundeert. Dat wil zeggen, kleinere afstanden resulteren in hogere diffusiesnelheden en grotere afstanden resulteren in lagere diffusiesnelheden. Dit is logisch, omdat een gas veel sneller door een dunne wand diffundeert dan door een dikke wand zou diffunderen.
Verspreidende en hostmaterialen
Diffusiesnelheid hangt ook af van zowel het materiaal dat diffundeert als het materiaal waar het doorheen diffundeert. Bij een bepaalde temperatuur hebben alle deeltjes dezelfde gemiddelde energie. Dit betekent dat lichtere atomen, zoals waterstof, koolstof, zuurstof en stikstof sneller reizen en mobieler zijn dan grotere atomen zoals koper of ijzer. Materialen gemaakt van deze lichtere atomen diffunderen sneller dan zwaardere materialen.