¿Qué es la difusión?
Las partículas de los líquidos y los gases están siempre en movimiento y chocan entre sí. Debido a este movimiento, una sustancia se extiende desde una zona de alta concentración hacia una de baja concentración, hasta repartirse por igual en todo el recipiente. La tinta que cae en el agua se extiende aunque no se remueva. El perfume rociado en un rincón de una habitación se puede oler en el otro rincón.
En los sólidos, las partículas solo vibran en su sitio, así que la difusión es muy lenta.
¿Qué afecta a la velocidad de difusión?
| Factor | Efecto | Ejemplo en el simulador |
|---|---|---|
| Temperatura | Al subir, las partículas se mueven más rápido y la difusión se acelera | Tinta: 45 s en agua a 5 °C, unos 8 s en agua a 80 °C |
| Masa de las partículas | Las partículas ligeras se dispersan más rápido | El amoníaco NH3 se dispersa 2.3 veces más rápido que el bromo Br2 |
| Presión | Al subir en un gas, las partículas se acercan y chocan más a menudo, por lo que la difusión se frena. En los líquidos casi no influye | Bromo: 9 s a 1 atm, 18 s a 2 atm |
| Tamaño del recipiente | En un recipiente grande, las partículas recorren más distancia, por lo que la mezcla tarda más | Bromo: 9 s en 1 L, unos 14 s en 2 L |
La difusión es mucho más rápida en los gases que en los líquidos. La diferencia real es de unas 10 000 veces, pero el simulador acelera el tiempo para que se vea mejor. Los segundos de la pantalla no son tiempo real, así que compara las pruebas solo entre sí.
El anillo blanco dentro del tubo
Un experimento clásico muestra el efecto de la masa de las partículas. Se coloca algodón empapado en disolución de amoníaco en un extremo de un tubo de vidrio largo, y algodón empapado en ácido clorhídrico en el otro. Los dos gases se extienden por el tubo y forman un anillo blanco de cloruro de amonio NH4Cl donde se encuentran. El anillo aparece más cerca del extremo del ácido clorhídrico, porque el NH3 (17 g/mol) es más ligero que el HCl (36.5 g/mol) y se dispersa más rápido.
Mide la difusión en la app Nalukh chem
Dispersa 10 sustancias en agua y aire, y compara los tiempos. Este simulador está incluido en el acceso completo. La descarga de la app es gratuita, y sin cuenta están abiertas 2 unidades y 5 simuladores.
¿Cómo se usa el simulador?
- En la esquina superior derecha, elige el modo básico o el modo «Velocidad · V p T».
- En el panel izquierdo, elige el medio (agua o aire), la temperatura (caliente o frío) y una sustancia. En agua hay tinta, colorante alimentario, permanganato de potasio, sulfato de cobre(II) y té. En aire hay perfume, amoníaco, bromo, yodo y cloro.
- Pulsa el botón grande que hay debajo del recipiente. Su nombre depende de la sustancia: echar una gota, echar un cristal, poner una bolsita de té, quitar el tapón o calentar para vaporizar.
- A medida que la sustancia se extiende, suben el porcentaje de mezcla y el tiempo. Cuando se ha repartido por igual, el tiempo se registra y el resultado pasa a la lista de la derecha.
- Pulsa el botón Partículas para ver el movimiento de las partículas.
- Las sustancias que no se ven se detectan de otras formas: una nariz junto al recipiente percibe el perfume, y el tornasol rojo húmedo se vuelve azul con el amoníaco.
- En el modo «Velocidad · V p T», usa los controles deslizantes para cambiar la temperatura (0–100 °C), el volumen (0.5–2 L) y la presión (0.5–3 atm). La velocidad de difusión y el tiempo de mezcla aparecen al instante. El control de presión no funciona en agua.
Retos para probar en el simulador
- Prueba la tinta en agua fría y en agua caliente. Respuesta: 45 s en agua a 5 °C y unos 8 s en agua a 80 °C, unas 5 veces más rápido.
- En aire a la misma temperatura, prueba el amoníaco, el cloro, el bromo y el yodo. Respuesta: Se vuelven más lentos en este orden. Sus masas molares suben: 17, 71, 160 y 254 g/mol.
- En el modo «Velocidad · V p T», elige aire y bromo, y pon la presión en 2.0 atm. Respuesta: La velocidad pasa de ×1.0 a ×0.5, y el tiempo de mezcla, de 9 s a 18 s.
- En el mismo modo, sube la temperatura de 20 °C a 100 °C y compara el agua y el aire. Respuesta: La velocidad pasa a ×4.6 en agua y a ×1.5 en aire.
