Содержание
Диффузия - это случайное перемещение частиц, атомов или молекул из областей с более высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией. Этот процесс происходит во всех состояниях вещества, будь то твердое тело, газ или жидкость. Несколько визуальных экспериментов могут показать вам, как жидкости диффундируют через другие жидкости и как жидкости диффундируют через мембраны.
Пищевые красители в воде
Пищевой краситель, добавленный в стакан или банку с водой, будет диффундировать через воду, пока вся вода не будет окрашена. Налейте воду в банку и оставьте до тех пор, пока все движение воды не прекратится. Добавляйте пищевой краситель по одной капле за раз, чтобы вы могли видеть, как капля цвета медленно распределяется по воде. Сделайте тот же эксперимент с одной банкой горячей воды и одной банкой холодной воды, чтобы увидеть влияние температуры на диффузию. Если вода все еще движется, другая форма смешивания, называемая конвекцией, будет переносить пищевой краситель вокруг банки намного быстрее, чем диффузия.
Пищевой краситель в геле
Желатиновые гели представляют собой суспензии, которые сохраняют твердость, так что конвекция не может происходить, но их состав в основном состоит из жидкой воды. Приготовьте две миски прозрачной или светлой желатиновой смеси в соответствии с указаниями и дайте им затвердеть в холодильнике. Как только желатин станет твердым, дайте одной чашке желатина нагреться до комнатной температуры, а другую оставьте холодной. Поместите капли пищевого красителя в разных местах на поверхности желатина в обеих чашах. Накройте обе миски и оставьте их в покое на три дня, оставляя одну при комнатной температуре и одну холодную. Наблюдайте диффузию цвета в желатин.
Диффузия через мембрану
Используйте бумажные полотенца в качестве проницаемой мембраны, чтобы продемонстрировать, что маленькие молекулы могут диффундировать через барьер от одной жидкости к другой. Заполните банку водой и накройте отверстие бумажным полотенцем таким образом, чтобы центр бумажного полотенца свисал в воду. Поместите пищевой краситель в воду, которая заполняет бумажное полотенце, и наблюдайте, как цвет рассеивается через барьер. Выполните эксперимент при различных температурах, чтобы показать, как температура влияет на диффузию.
Осмос через мембрану
Пищевой краситель, который распространяется через бумажное полотенце, демонстрирует диффузию небольших молекул через барьер, но сама жидкость также может диффундировать через барьер. Осмос - это когда жидкость, содержащая всего несколько маленьких молекул, диффундирует через барьер, чтобы разбавить раствор высокой концентрацией маленьких молекул. Продемонстрируйте это с яйцами. Замочите сырые яйца на два дня в уксусе, который растворяет скорлупу и оставляет мембрану. Измерьте размер яйца. Замочите яйцо снова в чистой воде на ночь. Чистая вода будет диффундировать через барьерную мембрану, разбавляя соленую воду внутри яйца и увеличивая размер яйца.