В растворах частицы растворителя и растворенного вещества равномерно распределяются по всему объему системы вследствие своего беспорядочного теплового движения. Этот процесс называется диффузией и протекает самопроизвольно при растворении вещества или при смешивании растворов различных концентраций.
Как правило, диффузия растворенного вещества преимущественно совершается из области большей концентрации его частиц в область меньшей концентрации, т.е., число частиц растворенного вещества, проходящих в единицу времени в сторону меньшей концентрации, больше, чем их проходит в обратном направлении. Процесс диффузии заканчивается выравниванием концентрации растворенного вещества по всему объему раствора.
Скорость диффузии (n / t) измеряется количеством вещества, перенесенного за единицу времени, через площадь поперечного сечения раствора. Ее можно рассчитать с помощью закона Фика:
где n – количество перенесенного вещества за время t; С1 и С2 – концентрация растворенного вещества на расстоянии, соответственно, Х1 и Х2 от дна сосуда (рис. 21); S – площадь поперечного сечения сосуда, находящаяся посередине между концентрациями вещества; D – коэффициент диффузии, численно равный количеству вещества, диффундирующего за единицу времени (с) через единицу площади поверхности(м2) при градиенте концентраций (DС) равном 1. (Знак «–» в данном уравнении вызван тем, что С1>C2).