Zawartość
Po dodaniu kropli barwnika spożywczego do zimnej wody, na twoich oczach zachodzi stosunkowo prosty, ale fantastyczny wizualnie proces. Ten proces nazywa się dyfuzją. Woda to uniwersalny rozpuszczalnik. Wszystko, co do niego zostanie dodane, rozłoży się równomiernie w roztworze.
woda
Jako jedyna naturalna substancja występująca we wszystkich trzech stanach skupienia, woda jest nazywana „uniwersalnym rozpuszczalnikiem”, ponieważ może się w niej rozpuścić więcej substancji niż w jakimkolwiek innym płynie, co oznacza, że gdziekolwiek się pojawi, niesie ze sobą wszystko, co się rozpuściło. Woda ma neutralne pH wynoszące siedem, a atomy w jej cząsteczkach są w ciągłym ruchu, umożliwiając rozpuszczanie się w niej innych substancji.
Dyfuzja
Wszystkie cząsteczki są w ciągłym losowym ruchu, zgodnie z teorią transportu biernego. Energia twoich ruchów nazywana jest kinetyczną. Szklanka zimnej wody zawiera cząsteczki w ruchu. Dodanie kropli barwnika spożywczego do wody spowoduje przesunięcie jej cząsteczek w górę, podczas gdy cząsteczki barwnika spożywczego opadną. Mają również energię kinetyczną i będą powoli rozprzestrzeniać się między cząsteczkami wody, aż zostaną równomiernie rozłożone, kiedy stosunek wody do barwnika będzie taki sam w każdym miejscu szkła. Nazywa się to roztworem izotonicznym.
Etapy rozwiązania
Kiedy barwnik spożywczy zostanie dodany do wody i zacznie się rozpuszczać, jego cząsteczki przemieszczają się z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu. Na początku, gdy substancja rozpuszczona (barwnik) jest nadal w stanie wysokiego stężenia w niektórych częściach wody i niskiego stężenia w innych, roztwór nazywa się hipotonicznym. Gdy zachodzi dyfuzja i rozpuszcza się substancja rozpuszczona, roztwór ostatecznie stanie się izotoniczny.
Woda zimna x Woda ciepła
Dodanie ciepła do czegokolwiek powoduje, że jego cząsteczki, które już są w ruchu, zaczynają poruszać się szybciej. Jeśli barwnik zostanie dodany do gorącej wody, dyfunduje znacznie szybciej niż w zimnej wodzie, w której cząsteczki poruszają się wolniej. Obserwowanie, jak barwnik rozpuszcza się w zimnej wodzie jest nieskończenie ciekawsze, ponieważ mgliste kształty, które tworzy podczas dyfuzji, będą trwać dłużej, rosnąć i rozciągać się przed tobą.