дифузія

Диффузия — diffusion — Diffusion – 1) Перенесення речовини, зумовлене вирівнюванням його концентрації у спочатку неоднорідній системі. Д. — одна із стадій численних технологічних процесів (адсорбції, сушки, екстрагування, брикетування зі зв’язуючими та інш.). Д. має місце в газах, рідинах і твердих тілах. Механізм Д. в цих речовинах істотно різний. Д. що відбувається внаслідок теплового руху атомів, молекул, — молекулярна Д. Дифундувати можуть як частинки сторонніх речовин (домішок), нерівномірно розподілених у середовищі, так і частинки самої речовини середовища. У останньому випадку процес наз. самодифузією. Термодифузія — це Д. під дією ґрадієнта т-ри в об'ємі тіла, бародифузія — під дією ґрадієнта тиску або гравітац. поля. Перенесення заряджених частинок під дією зовнішнього електрич. поля — електродифузія. У середовищі що рухається, може виникати конвекційна Д., при вихровому русі газу або рідини — турбулентна Д. Вибіркове перенесення певних компонентів у пори речовини — інфільтраційна Д. Д. має особливе значення в шахтах, де вона сприяє рівномірному розподілу шкідливих газів в атмосфері гірн. виробок, попередженню їх небезпечних скупчень. Суттєве значення відіграє Д. в технологічних процесах при застосуванні реаґентів.

Молекулярна Д. — це зміна концентрації розчиненої речовини в результаті наявності в розчині ґрадієнта концентрацій; термодифузія і бародифузія – аналогічні процеси, зумовлені наявністю в розчині ґрадієнтів температур і тисків. Інтенсивність молекулярної Д. кількісно оцінюється швидкістю Д., яка дорівнює кількості речовини dm , що проходить за проміжок часу dτ крізь переріз S в умовах, коли різниця концентрацій речовини на відстані dx дорівнює dс (перший закон Фіка):

де Dм — коефіцієнт молекулярної дифузії.

Відповідно швидкості термо- і бародифузії оцінюються за рівняннями:

де Dт, Dб — коефіцієнти термо- і бародифузії; T — абсолютна температура розчину; р — тиск у розчині.

Інтенсивність потоку дифузії в розчині (Iд) в цілому залежить від фізико-хімічних властивостей розчинених речовин та розчинників і пропорційна ґрадієнтам концетрацій (grad с), температури (grad Т) і тиску (grad р): Iд=- Dм grad с — Dм grad Т + Dб grad р . Звичайно величина перших двох складових переважає над останньою, тому в природних умовах дифузійний потік прямує до зменшення концентрацій і температур. Процес багатовимірного руху солей у результаті молекулярної Д. передається рівнянням за другим законом Фіка:

де Δ — оператор Лапласа, який визначається як; x, y, z — відстані в напрямі осей координат. Аналогічно описуються процеси термо- і бародифузії, а також їх спільної дифузії.

2) Стихійне вирівнювання різниць хімічних потенціалів у багатокомпонентних системах, зумовлене спонтанним рухом молекул.