Difüzyon

DİFÜZYON

GENEL TANIMLAMA

Difüzyon, moleküllerin rast gele hareketinin meydana getirdiği, kendiliğinden vaki olan, yayılma-dağılma ya da madde hareketidir. Difüzyon, bir konsantrasyon gradieninden hareket eder, yani moleküller, yüksek konsantrasyonda bulundukları bir bölgeden konsantrasyonlarının daha düşük olduğu bir bölgeye göç ederler.

En hızlı difüzyon gazlarda vaki olup bu, sıvılarda daha yavaş olur. Difüzyon katılarda da meydana gelebilir; bu, atomlara birbirlerinin etrafında hareket edip yer değiştirme olanağını sağlayan kristal kafesi kusurlarından hasıl olur. Bununla birlikte bunun oranı o denli küçüktür ki sıkı temas halinde iki katı cisimde yıllar sonra bile görünür bir karışmaya tanık olunmaz.

Difüzyon oranı, konsantrasyon gradieninin fonksiyonudur, İki alan arasında konsantrasyon farkı ne kadar büyük olursa, yüksek konsantrasyonlu alandan düşük konsantrasyonlusuna moleküller o kadar hızla yayılır (difüze olur).

Elektriksel ve magnetik alanlar gibi değişik tipte kuvvetlerin varlığı da molekül hareketlerini iyice etkileyebilir.

Difüzyon oranı ayrıca sıcaklığa da doğruca bağlıdır: sıcaklık arttıkça moleküller daha hızlı hareket ederler. Gazlarda bu oran molekül ağırlığıyla ters orantılıdır zira hafif moleküller ağırlara göre daha hızlı hareket ederler. Bu olayın büyük pratik önemi vardır şöyle ki U235 ve U238 izotoplarını ayırmada kullanılır.

Bütün bunları somut örneklerle açıklığa kavuşturalım. İçi su dolu geniş bir kavanozun dibine bir iki bakır sülfatı (göztaşı) kristali konup hiç karıştırmadan tam sükûnete terk edilecek olursa, göztaşının mavi renginin sıvı içinde yavaş yayıldığı gözlenir. Başlarda renk, kavanozun dibinde göztaşı kristalleri etrafında yoğun olup birkaç hafta sonra suyun yüzünde hafif bir mavi renk görünür; bu renk, dibe doğru koyulaşarak gider. Sonunda (bu durumda birkaç yıl sonra) bir uniform (tekdüze) eriyik meydana gelir.
Bu deney, bir maddenin molekülleri bir başkasınınkilerinin arasına tedricen yayılmasından ibaret doğada son derece yaygın bir süreci izah eder. Olay, moleküler difüzyon olarak bilinir: bakır iyonları suyun içinde difüze oldu diyoruz. Difüzyon, tüm gaz, sıvı ve katı cisimlerin moleküllerinin sürekli hareketinin bir sonucu, eriyiklerde yoğunluk intizamsızlıklarının yok
olduğu nihaî süreçtir.

Sıvı ya da gaz akışkan ortamda karışma süreci akışkanları çalkalayarak büyük ölçüde hızlandırılır ve kendi hallerine bırakılmış olmaları durumunda yıllar sürecek olan karışma birkaç saniye içinde vaki olur. Ancak, çalkalamanın (karıştırmanın) etkilerinin doğruca difüzyon olayından dikkatle ayırt edilmesi gerekir. Çalkalama, aralarında büyük konsantrasyon farkının mevcut olabileceği sıvı bölümlerini bir araya getirmektedir. Böylece de bu tür bölümler arasında değiş (tokuş) çok daha hızlı olur. Birçok durumda, özellikle gazlarda, aralarında karışma, konsantrasyon her yanda uniform olana kadar sürer. Başka durumlarda da malzeme iki veya daha çok bölgeye (ya da faza) ayrılmış olarak kalır: bunların her birinde bileşenlerin göreceli
konsantrasyonu uniform ise de bir fazdan öbürüne geçişte bu konsantrasyon değişir. İki faz arasındaki sınırdan bir veya daha fazla bileşenin geçmesi, eriyik veya buharlaşma veya kondansasyon olarak bilinir; ancak, her bir fazda uniform dağılışın tesis edildiği süreç, difüzyondur.

Gaz ve sıvıların katılar içine difüzyonu da gözlenir. Özellikle kaynakçılıkta büyük önemi olan hidrojen, azot… girdileri buna örnek olarak gösterilebilir. Süreç, tüm olarak ele alınan bir zar ya da perdeyle ilintili olduğunda, bir cismin bir taraftan öbürüne geçmesi mutat olarak “osmoz”, ya da “terleme” olarak bilinir ama zar malzemesinin içinde vaki olanlar doğruca difüzyon olarak nitelenir.


Kaynak: http://www.oerlikon.com.tr/files/difuzyon.pdf

Facebook Yorumları

Bir Cevap Yazın