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Wenn kaltem Wasser ein Tropfen Lebensmittelfarbe zugesetzt wird, findet vor Ihren Augen ein relativ einfacher, aber optisch fantastischer Vorgang statt. Dieser Vorgang wird als Diffusion bezeichnet. Wasser ist ein universelles Lösungsmittel. Alles, was hinzugefügt wird, verteilt sich gleichmäßig in der Lösung.
Wasser
Als einzige natürliche Substanz, die in allen drei physikalischen Zuständen vorkommt, ist Wasser als "universelles Lösungsmittel" bekannt, da sich mehr Substanzen darin lösen können als in jeder anderen Flüssigkeit, was bedeutet, dass es überall mit sich herumträgt alles was sich auflöste. Wasser hat einen neutralen pH-Wert von sieben und die Atome in seinen Molekülen sind in ständiger Bewegung, so dass sich andere Substanzen darin lösen können.
Diffusion
Alle Moleküle sind gemäß der Theorie des passiven Transports in ständiger zufälliger Bewegung. Die Energie Ihrer Bewegungen wird als kinetisch bezeichnet. Das Glas mit kaltem Wasser enthält bewegte Moleküle. Wenn Sie dem Wasser einen Tropfen Lebensmittelfarbe hinzufügen, werden seine Moleküle nach oben bewegt, während die der Lebensmittelfarbe sinken. Diese haben auch kinetische Energie und breiten sich langsam zwischen den Wassermolekülen aus, bis sie gleichmäßig verteilt sind, wenn das Verhältnis von Wasser zu Farbstoff überall im Glas gleich ist. Dies wird als isotonische Lösung bezeichnet.
Lösungsstufen
Wenn die Lebensmittelfarbe dem Wasser zugesetzt wird und sich aufzulösen beginnt, bewegen sich ihre Moleküle von einem Bereich hoher Konzentration zu einem Bereich niedriger Konzentration. Zu Beginn, wenn sich der gelöste Stoff (Farbstoff) in einigen Teilen des Wassers noch in einem hohen Konzentrationszustand und in anderen in einer niedrigen Konzentration befindet, wird die Lösung als hypoton bezeichnet. Wenn eine Diffusion auftritt und sich der gelöste Stoff auflöst, wird die Lösung schließlich isotonisch.
Kaltes Wasser x heißes Wasser
Durch das Hinzufügen von Wärme zu irgendetwas bewegen sich die bereits in Bewegung befindlichen Moleküle schneller. Wenn der Farbstoff heißem Wasser zugesetzt wird, diffundiert er viel schneller als in kaltem Wasser, wo sich Moleküle langsamer bewegen. Es ist unendlich interessanter zu beobachten, wie sich der Farbstoff in kaltem Wasser auflöst, da die nebulösen Formen, die er beim Diffundieren erzeugt, länger anhalten und vor Ihnen wachsen und sich dehnen.