1.2. Осмос як прояв дифузії

О дним із видів дифузії є осмос. Осмос спостерігається, коли два розчини різної концентрації розділені напівпроникною перегородкою – мембраною. Напівпроникною вона називається тому, що молекули розчинника через таку мембрану проходять, тоді, як молекули розчиненої речовини нею затримуються. В результаті встановлюється спрямований потік молекул розчинника з області, де розчин менш концентрований (молекул розчинника більше), туди, де розчин більш концентрований (там молекул розчинника менше).

Вперше явище осмосу спостерігав французький абат Жан Нолле. Він наповнив посудину винним спиртом, закрив її щільно мембраною (він використав шматок сечового міхура свині) і занурив у чан з водою. Вода проходила всередину посудини зі спиртом і створювала в ньому такий тиск, що міхур роздувався й лопався. Нолле не про йшов повз цей дивний факт і пояснив його в такий спосіб: «Тваринний міхур може бути більш проникний для води, ніж для спирту; в такому випадку швидкість проходження води виявиться більше швидкості проходження спирту».

Щоб говорити про осмос, необхідні три основних умови:

• розчинена у воді речовина;

• наявність напівпроникної мембрани;

• джерело води (розчинника).

У побуті ми часто зустрічаємо явище осмосу, навіть не замислюючись над цим. Наприклад, якщо скибку лимону посипати цукром, то вона дасть сік. Це ж саме відбувається із ягодами, посипаними цукром. Сухофрукти, квасоля, покладені у воду, через деякий час набухають. Якщо пірнути в річці з розплющеними очами, то відчуєте різь через проникнення в око прісної води (всередині ока концентрація солей вища, ніж у річковій воді). У солоній же морській воді цього не відбувається.

1.3. Дослідне обгрунтування явища дифузії

М и провели ряд дослідів, спрямованих на дослідження закономірностей протікання дифузії у газах, рідинах, твердих тілах.

Дослід 1. Вивчення протікання дифузії в газах

Ми розбризкали освіжувач повітря в одному з кутів класної кімнати, а однокласники, що знаходились на різних відстанях від нас, повідомляли нам про те, наскільки швидко вони відчули запах. При проведенні даного досліду важливо потурбуватись про відстутність протягів у кабінеті.

Висновок. Дифузія в газах відбувається надзвичайно швидко (запах поширювався близько 20 секунд). Залежність швидкості протікання дифузії в газах від температури встановити не вдалось.

Дослід 2. Дослідження дифузії в рідинах

Ми наливали в дві посудини воду (в одну – гарячу, а в іншу – кімнатної температури) та спостерігали, наскільки швидко: а) розчиниться марганцівка; б) завариться чай.

Висновок. Дифузія в рідинах відбувається набагато повільніше, ніж у газах. Так, для повного розчинення марганцівки знадобилось 37 хвилин у холодній воді ( та близько 4 хвилин у гарячій ( ); чай заварювався, відповідно, близько 2 хвилин і порядку 20 секунд.

За вищої температури швидкість дифузії вища.

Дослід 3. Дослідження дифузії в твердих тілах

Ми розчинили цукерки у холодній та у гарячій воді (температура води, відповідно, та )

Висновок. Швидкість дифузії у твердих тілах набагато нижча за її швидкість у газах і рідинах. Так, для розчинення цукерок знадобилось близько 2 годин. Швидкість дифузії за вищої температури вища.

Дослід 4. Спостереження осмосу

Ми проводили цей дослід протягом трьох діб. Спочатку ми помістили два сирих яйця в оцет, і через день їх шкаралупа розчинилась. Після цього одне яйце ми помістили в солону воду, а інше – в дистильовану. Через два дні перше яйце зменшилось у розмірах, а друге, навпаки, збільшилось.

Висновок. Осмотичний тиск солоної води менший за тиск всередині яйця, тож воно втрачає воду; навпаки, дистильована вода проникає крізь тонку плівку яйця, і воно збільшується в розмірах