Was ist Diffusion in der Chemie?

Die Diffusion ist die Bewegung einer Flüssigkeit aus einem Bereich höherer Konzentration in einen Bereich niedrigerer Konzentration. Die Diffusion ist ein Ergebnis der kinetischen Eigenschaften von Materieteilchen. Die Partikel mischen sich, bis sie gleichmäßig verteilt sind. Man kann sich Diffusion auch als Bewegung von Partikeln entlang eines Konzentrationsgradienten vorstellen.

Der Begriff "Diffusion" stammt aus dem Lateinischen diffundere, was bedeutet "sich ausbreiten".

Diffusionsbeispiele

• H₂S (g) in einem Reagenzglas diffundiert langsam in die Luft eines Labors, bis das Gleichgewicht erreicht ist.
• Lebensmittelfarben in Wasser diffundieren, bis sie gleichmäßig in der Flüssigkeit verteilt sind.
• Parfüm verbreitet sich in einem ganzen Raum.
• Das Hinzufügen eines Farbstoffpunkts zu Gelatine ist ein gutes Beispiel. Die Farbe verteilt sich langsam im Gel.

Zu beachten ist jedoch, dass die meisten gängigen Diffusionsbeispiele auch andere Massentransportprozesse veranschaulichen. Wenn beispielsweise Parfüm in einem Raum gerochen wird, sind Luftströmungen oder Konvektion eher ein Faktor als eine Diffusion. Die Konvektion spielt auch eine große Rolle bei der Verteilung von Lebensmittelfarben in Wasser.

Wie Diffusion funktioniert

Bei der Diffusion bewegen sich Partikel entlang eines Konzentrationsgradienten. Die Diffusion unterscheidet sich von anderen Transportprozessen dadurch, dass sie zum Mischen ohne Schüttgutfluss führt. So funktioniert es, dass sich Moleküle, die sich aus thermischer Energie in Bewegung befinden, zufällig bewegen. Mit der Zeit führt dieses "zufällige Gehen" zu einer gleichmäßigen Verteilung verschiedener Partikel. In Wirklichkeit scheinen sich Atome und Moleküle nur zufällig zu bewegen. Der größte Teil ihrer Bewegung resultiert aus Kollisionen mit anderen Partikeln.

Eine Erhöhung der Temperatur oder des Drucks erhöht die Diffusionsrate.