Par Riti Gupta Mis à jour le 24 mars 2022
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La diffusion se produit en raison du mouvement aléatoire des particules. Cela se produit généralement en raison d'un gradient de concentration, ce qui signifie que les molécules se déplacent d'une zone de forte concentration vers une zone de plus faible concentration.
Un exemple est montré dans l’image ci-dessus. Lorsque le colorant est ajouté à la solution, il se diffuse avec le temps. Au début, vous voyez des stries bleues se déplacer dans la solution jusqu'à ce que finalement la solution entière devienne bleue car la concentration de colorant est la même partout. À ce stade, bien que les molécules de colorant soient encore en mouvement, vous ne pourrez pas le percevoir puisque le colorant bleu a diffusé et coloré tout le volume de liquide.
La diffusion est donc un processus passif (ce qui signifie qu’il ne nécessite pas d’apport d’énergie). Une substance se déplace d’une zone de forte concentration vers une zone de plus faible concentration. Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que la concentration de la substance s'équilibre. Une fois la concentration stabilisée, la substance continue de se déplacer mais n’aura plus de gradient de concentration. Cet état est appelé équilibre dynamique .
Les molécules se déplacent constamment en raison de la quantité d’énergie thermique dont elles disposent. Ce mouvement est affecté par la taille de la particule et l'environnement dans lequel elle se trouve. Les particules se déplaceront toujours dans un milieu, mais le taux global de diffusion peut être affecté par de nombreux facteurs.
Concentration :La diffusion des molécules dépend entièrement du passage d’une zone de concentration plus élevée à une zone de concentration plus faible. En d’autres termes, la diffusion se produit le long du gradient de concentration de la molécule en question. Si la différence de concentration est plus élevée, les molécules descendront plus rapidement le gradient de concentration. S'il n'y a pas une différence de concentration aussi grande, les molécules ne se déplaceront pas aussi rapidement et le taux de diffusion diminuera.
**Température :** Les particules se déplacent en raison de l'énergie cinétique qui leur est associée. À mesure que la température augmente, l’énergie cinétique associée à chaque particule augmente également. En conséquence, les particules se déplaceront plus rapidement. S’ils peuvent se déplacer plus rapidement, ils peuvent également se diffuser plus rapidement. À l’inverse, lorsque l’énergie cinétique associée aux molécules diminue, leur mouvement diminue également. En conséquence, le taux de diffusion sera plus lent.
**Masse de particules :** Les particules plus lourdes se déplaceront plus lentement et auront donc un taux de diffusion plus lent. En revanche, les particules plus petites se diffuseront plus rapidement car elles peuvent se déplacer plus rapidement. Comme c'est le cas pour tous les facteurs affectant la diffusion, le mouvement de la particule est primordial pour déterminer si la diffusion est ralentie ou accélérée.
**Propriétés du solvant :** La viscosité et la densité affectent grandement la diffusion. Si le milieu à travers lequel une particule donnée doit diffuser est très dense ou visqueux, alors la particule aura plus de mal à diffuser à travers lui. Le taux de diffusion sera donc plus faible. Si le milieu est moins dense ou moins visqueux, alors les particules pourront se déplacer plus rapidement et diffuseront plus vite.
Tous les facteurs affectant la diffusion peuvent avoir un effet combiné. Par exemple, un petit ion peut diffuser plus rapidement à travers une solution visqueuse qu’une grosse molécule de sucre. L'ion a une taille plus petite et peut donc se déplacer plus rapidement. La grosse molécule de sucre se déplace plus lentement en raison de sa taille. La viscosité de la solution affecte les deux, mais aggravera la diffusion ralentie que subit la plus grosse molécule.
Tout facteur qui accélère le mouvement des particules à travers un milieu entraînera un taux de diffusion plus rapide.