l este artículo está sobre el mecanismo físico de la difusión. Para los significados alternativos, ver la difusión de (desambiguación) .

La difusión del término se deriva del husionere latino verbo que significa el " al break" pero puede también significar el " dejar el way" y uno encuentra dos usos que se puedan asociar a las leyes de Fick. La primera ley de Fick se ocupa del paso de un gas a través de una membrana semi permeable o de un material poroso mientras que la ley de Fick segundo se refiere a la dispersión de partículas que ocurre cuando hay diversas concentraciones dentro de un envase.

En el segundo sentido de la difusión está el movimiento neto espontáneo de partículas de un área de la alta concentración a un área de la concentración baja a través de una membrana semipermeable. Por ejemplo, la difusión de las moléculas se moverá aleatoriamente entre las áreas de la concentración del cielo y tierra pero porque hay más moléculas en la región de la alta concentración, más moléculas saldrán de la región de la alta concentración que la concentración baja una. Por lo tanto, habrá un movimiento neto de moléculas del colmo a la concentración baja. Inicialmente, un gradiente de concentración deja una disminución lisa de la concentración del colmo al punto bajo que formará entre las dos regiones. Pues progresa el tiempo, el gradiente crecerá cada vez más bajo hasta que se igualen las concentraciones.

La difusión es un proceso espontáneo. Es simplemente el resultado estadístico del movimiento al azar. La difusión aumenta la entropía, energía libre de Gibbs decreasing, y por lo tanto es termodinámico favorable. La difusión funciona dentro de los límites de la ley segundo de la termodinámica porque demuestra la tendencia de la naturaleza a enrollar abajo, según lo evidenciado aumentando entropía.

La ecuación de la difusión proporciona una descripción matemática de la difusión. Esta ecuación se deriva de la ley de Fick, que indica que el movimiento neto de difundir la sustancia por el área de unidad de la sección (el flujo ) es proporcional al gradiente de concentración (cómo la concentración cambia escarpado en espacio), y está hacia una concentración más baja. (Así si la concentración es uniforme no habrá movimiento neto.) El constante de la proporcionalidad es el coeficiente de difusión, que depende de la especie de difusión y del material con los cuales la difusión ocurre. La ley de Fick es una asunción que puede no sostenerse para un sistema difusivo dado (e., la difusión puede depender de la concentración además de gradiente de concentración), en este caso el movimiento no sería descrito por (simple, Fickian) la ecuación normal de la difusión. Una declaración análoga de la ley de Fick, para el calor en vez de la concentración, es la ley de Fourier .

El mecanismo de la difusión es " " del movimiento browniano ; por el que una molécula haga un la caminata al azar sobre una localización central puesto que por la teoría cinética la velocidad mala de una partícula es cero si no está conforme a ninguna fuerzas externa. Debido a las colisiones con las moléculas vecinas el movimiento de la partícula es caracterizado por una trayectoria libre mala que tienda a confinar la partícula. Pero puesto que no hay campo potencial que actúa para restaurar una partícula a su posición original, está todavía libre de moverse sobre el recipiente o el líquido en los cuales está situado. El Laplacian en la ecuación de la difusión indica que la dispersión de las partículas es segundo efecto de la orden, es decir, debido a los cambios en el gradiente de concentración.

La difusión es a menudo importante en los sistemas que experimentan una fuerza aplicada. En un material que conduce, el movimiento neto de electrones en un campo eléctrico alcanza rápidamente una velocidad terminal (dando por resultado una corriente constante descrita por la ley de ohmio ) debido a los movimientos (difusivos) termales de átomos. La relación de Einstein se relaciona el coeficiente de difusión con la movilidad de partículas.

En la biología de célula, la difusión es una forma principal de transporte dentro de las células y a través de las membranas celulares.

Tipos de difusión

La extensión de cualquier cantidad que se pueda describir por la ecuación de la difusión o un modelo de la caminata al azar (e. concentración, calor, ímpetu, ideas, precio) se puede llamar difusión. Algunos de los ejemplos más importantes son mencionados abajo.
Difusión atómica
Movimiento browniano, por ejemplo de una sola partícula en un solvente
Difusión colectiva, la difusión de una gran cantidad de partículas (posiblemente que obran recíprocamente)
Efusión de un gas a través de los pequeños agujeros.
Difusión del electrón, dando por resultado la corriente eléctrica
El facilitó la difusión, presente en algunos organismos.
Difusión gaseosa, usada para la separación de isótopo
Flujo del calor
Difusión de Itō
Difusión de Knudsen
Difusión del ímpetu, ex. la difusión del campo hidrodinámico de la velocidad
La ósmosis es la difusión del agua a través de una membrana celular.
Difusión del fotón
Difusión reversa
Autodifusión
Difusión superficial

El metabolismo y la respiración confían en parte en la difusión además de procesos a granel o activos. Por ejemplo, en los alvéolos de los pulmones mamíferos debido a las diferencias en presiones parciales a través de la membrana del alveolar-tubo capilar, el oxígeno difunde en la sangre y el dióxido de carbono difunde hacia fuera. Los pulmones contienen una superficie grande para facilitar este proceso del intercambio del gas.

Un experimento para demostrar la difusión

La difusión es fácil de observar, pero el cuidado se debe tomar para evitar una mezcla de difusión y de otros procesos de transporte.

Puede ser demostrado con un tubo de cristal ancho, dos corchos, algo de algodón empapada en la solución del amoníaco y un poco de papel de tornasol rojo. Tapando los dos extremos con corcho del tubo de cristal ancho y tapando la algodón mojada con uno de los corchos, y el papel de tornasol puede ser colgado con un hilo de rosca dentro del tubo. Será observado que los papeles de tornasol rojos dan vuelta al azul.

Esto es porque las moléculas del amoníaco viajan por la difusión de la concentración más alta en la algodón a la concentración más baja en el resto del tubo de cristal. Pues la solución del amoníaco es alcalina, los papeles de tornasol rojos dan vuelta al azul. Cambiando la concentración de amoníaco, el índice de cambio del color de los papeles de tornasol puede ser cambiado.