ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетическая теория строения веществ из "Неорганическая химия" Одно из наиболее наглядных и убедительных доказательств движения молекул — явление диффузии. Под диффузией разумеют самопроизвольное распространение и распределение молекул одного вещества между молекулами другого. Диффузия наблюдается и в газообразных, и в жидких, и в твердых веществах, но протекает в них с различной скоростью. Исследования А. Эйнштейна и М. Смолуховского показали, что скорость диффузии зависит от температуры, от размеров молекул диффундирующего вещества и от вязкости среды. Чем выше температура, тем интенсивнее движение молекул, тем больше скорость диффузии. Чем больше размеры молекул диффундирующего вещества, тем большее сопротивление они будут испытывать со стороны среды, тем медленнее будет протекать диффузия. Вещества, молекулы которых отличаются меньшими размерами, будут диффундировать быстрее. И наконец, чем выше вязкость среды, тем диффузия медленнее. Ясно, что одно и то же вещество, растворенное в воде и глицерине, диффундировать будет по-разному в глицерине медленнее, в воде быстрее. Короче, говоря, скорость диффузии прямо пропорциональна температуре, обратно пропорциональна величине молекул и вязкости среды. [c.25] Удобен для наблюдения опыт диффузии окрашенных паров брома в воздухе (рис. 4). Берут широкую стеклянную трубку А диаметром 6—7 см и высотой около 1 м к нижней ее части припаяна делительная воронка Б. Верхний открытый конец трубки накрывают стеклянным стаканом В, позади трубки помеш,ают белый экран. С помощью делительной воронки в нижнюю часть трубки вводят небольшое количество жидкого брома. Бром испаряется, и его пары, диффундируя в воздухе, постепенно заполняют трубку. Бурая окраска паров брома позволяет следить за их распространением. Если одновременно с этим проделать опыт распространения паров брома в трубке, наполненной водородом, то можно наглядно убедиться, что в газообразном водороде диффузия происходит быстрее, чем в воздухе. [c.27] Несмотря на значительные скорости движения молекул газов, их прямолинейное движение незначительно. Последнее объясняется бесконечно большим числом столкновений молекул, в результате которых они часто меняют направление движения, путь их оказывается извилистым, а пройденное пространство незначительным. [c.27] В жидкостях молекулы диффундируют со значительно меньшей скоростью. Если в высокий стеклянный цилиндр налить окрашенный раствор медного купороса или какой-либо другой окрашенной соли (никелевого купороса, двухромовокислого калия, марганцовокислого калия, хромовых квасцов и др.), а сверху поместить бесцветный слой чистой воды, то можно наблюдать, как окрашенное растворенное вещество постепенно будет перемещаться из нижнего слоя в верхний. Значит, частицы растворенного вещества, преодолевая силы тяжести, движутся вверх. [c.27] Наглядным и убедительным доказательством движения молекул в жидкостях служит также броуновское движение, которое впервые наблюдал в 1827 г. английский ботаник Р. Броун. Микроскопические частицы, взвешенные в жидкости, совершают беспорядочное движение, сталкиваясь друг с другом, они резко меняют направление движения. В результате этого путь каждой частицы оказывается очень сложным, зигзагообразным (рис. 5). [c.27] В начале XX в. Эйнштейн, Смолуховский и Перрен установили, что причина броуновского движения заключается в тех ударах, которые получают взвешенные частицы со стороны движущихся молекул жидкости. [c.27] Диффузия как результат теплового движения молекул наблюдается и в твердых телах. Но здесь скорость диффузии значительно меньше, чем в жидкостях и тем более в газах. Еш,е в XIX в. Спринг и Аустен показали, что если плотно прижать друг к другу куски двух различных металлов — золота и свинца, меди и цинка, олова и свинца, то наблюдается взаимная диффузия этих металлов. В обычных условиях этот процесс протекает чрезвычайно медленно — требуются многие годы для того, чтобы обнаружить результаты диффузии. Под воздействием высокой температуры и повышенного давления скорость диффузии в твердых веществах значительно увеличивается. [c.28] Применение радиоактивных изотопов делает очень удобным наблюдение за взаимной диффузией металлов. Возможность диффузии в твердых веществах в настоящее время в широких масштабах используется в промышленности для так называемой диффузионной металлизации. [c.28] Доказательством наличия движения молекул и атомов в твердых веществах служит также явление самопроизвольного перехода одной кристаллической формы в другую. Известно, что сера может существовать в виде ромбической или октаэдрической 2,07, т. пл. 112,8 °С), а также в виде призматической или моноклиниче-ской (сг=1,96,т. пл. ПЭ С). Последняя оказывается устойчивой выше 96° С, а первая — ниже 96 ° С. Поэтому призматическая сера, попав в температурные условия ниже 96° С, самопроизвольно превращается в ромбическую. [c.28] Аналогичное явление наблюдается у олова обычное белое олово оказывается устойчивым при температуре выше 13,2° С, ниже 13,2° С, оно самопроизвольно превращается в другую аллотропическую разновидность — серое олово. [c.28] Молекулярно-кинетическая теория строения вещества дает стройное объяснение существованию трех агрегатных состояний — твердого, жидкого и газообразного, а также перехода вещества из одного состояния в другое, основываясь на различных силах притяжения и отталкивания, действующих между молекулами. [c.29] Вернуться к основной статье