Diffusion
Die Diffusion (lateinisch: diffundere = verbreiten) ist ein physikalischer Vorgang, welcher entsteht – sobald zwei Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen in einem Raum, Gefäß oder System aufeinandertreffen.
Löst man bspw. Zucker in einem mit Wasser gefüllten Gefäß auf, entsteht ein Konzentrationsunterschied in dieser Zuckerlösung – welcher durch Diffusion ausgeglichen wird. Dort wo der Zucker eintaucht, entsteht die Lösung mit der größten Zuckerkonzentration. Das umgebende Wasser hat eine niedrigere Konzentration, wodurch es zur Diffusion bzw. zum Konzentrationsausgleich kommt. Am Ende der Diffusion werden alle Zuckerteilchen gleichmäßig im gesamten Gefäß verteilt sein.
Denn beide Lösungen streben nach einem Konzentrationsausgleich, wodurch es zu einer Vermischung kommt. Erreicht wird dies durch die Eigenbewegung der Teilchen. Diese Eigenbewegungen können bspw. eine Wärmebewegung oder eine Brownsche Molekularbewegung sein. Sind verschiedenartige Substanzen an der Diffusion beteiligt, kommt es zu einer Durchdringung oder Durchmischung der Stoffe. Diese Stoffdurchdringung dauert so lange an, bis alle Teilchen beider Stoffe im gesamten Raum gleichmäßig verteilt sind, was als Konzentrationsausgleich verstanden wird.
Die Teilchen stoßen während der Diffusion gegeneinander, stoßen sich dadurch ab und somit verläuft die Teilchenbewegung auf sogenannten Zickzackbahnen. Der Konzentrationsunterschied bewirkt, dass bei jeder Diffusion alle Teilchen vom Ort der höchsten Konzentration zum Ort der niedrigsten Konzentration strömen. Dies geschieht immer wieder, solange der Konzentrationsunterschied besteht.
Eine einseitige Diffusion findet immer dann statt, wenn eine halbdurchlässige Membran verhindert, dass größere Moleküle vom Ort der höchsten Konzentration zum Ort mit niedriger Konzentration wandern können. Diese Membranstruktur lässt nur kleinere Moleküle hindurch, weshalb diese erst aufgelöst werden müssen. Deshalb strömen Lösungsmittelteilchen durch die Membran, lösen die größeren Moleküle so lange auf, bis diese eine geeignete Größe erreicht haben, um durch die Membran zu wandern. Aber auch so findet allmählich ein Konzentrationsausgleich durch Diffusion statt. Die einseitige Diffusion findet bei der Osmose statt, wenn Moleküle in die Zellmembran der Lebewesen eindringen müssen, doch zuvor in Wasser aufgelöst werden müssen.
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