Диффузия

Диффузия представляет собой самопроизвольный процесс, который стремится поддерживать постоянную концентрацию во всем объеме однородной фазы. Так как химический потенциал любого компонента в однородной фазе при постоянных температуре и давлении возрастает с увеличением его концентрации. Вещество стремится самопроизвольно понижать свой потенциал, следовательно, каждый компонент будет стремиться мигрировать из участков высокой концентрации к участкам низкой концентрации, и равновесии внутри фазы может быть достигнуто только тогда, когда концентрация каждого компонента будет одинакова по всей этой фазе. Коэффициент диффузии в твердых телах обычно представляет собой очень малую величину порядка от 10-5 до 10-20 см2/сек. Коэффициент диффузии серебра в золоте при 100 ºС имеет порядок 10-20, так что в течение всего геологического времени (5х109 лет) среднее расстояние, на которое проникнет серебро в золото, будет меньше 1 мм.

Так как скорость диффузии зависит от сопротивления трения, испытываемого движущимися частицами, то следует ожидать, что существует некоторая зависимость между коэффициентом диффузии в растворе и вязкостью раствора. Эта зависимость известна под названием закона Стокса, показывающего, что коэффициенты диффузии должны уменьшаться с возрастанием вязкости раствора. Жидкости с большой вязкостью в точке плавления будут кристаллизоваться медленнее, чем менее вязкие жидкости. Этим обстоятельством объясняется образование стекла: кристаллизация протекает весьма медленно вследствие того, что частицы поступают на грани растущего кристалла с очень малой скоростью. Для жидкостей с низкой вязкостью наличие турбулентного движения способствует смесимости. Этим и объясняется, почему перемешивание иногда оказывается эффективным способом повышения скорости реакций в растворах.