Diffusion in Metallen: Platzwechselreaktionen

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Zu einem bekannten Vorlesungsversuch wird eine Losung von Kupfersulfat mit reinem Wasser uberschichtet und das Ganze sich selbst uberlassen. Zunachst besteht zwischen der blauen Losung und dem Wasser eine scharfe Grenze. Schon nach wenigen Tagen lasst sich ein Vordringen der blauen Farbe des Kupfersulfates nach oben, also dem Schwerefeld entgegen, beobachten. Diese Erscheinung bezeichnen wir als Diffusion. Jedes flussige System, das aus mischbaren Kom ponenten besteht und sich in einem abgeschlossenen Raume konstanter 'l'emperatur befindet, strebt nach dem Ausgleich der Konzentration. Es wird nun haufig angenommen, dass der Ausgleich verschiedener Konzentrationen und ein damit verbundener Energiegewinn die ein zige treibende Kraft der Diffusion sei. Das ist jedoch nicht so, wie sich an einem Gedankenexperimt:: nt leicht zeigen lasst. Man stellt sich ein Gefass vor, in dem sich eine Salzlosung befindet, deren Konzentration an allen Stellen die gleiche ist. Durch eine Scheidewand wird dieses Gefass in zwei gleich grosse Raume 1 und 2 geteilt. Wir nehmen nun weiter an, wir konnten die gelosten Ionen sehen und diejenigen kenn zeichnen, die sich im Raume 1 befinden. Da sich alle Ionen in vollig regelloser Warmebewegung befinden, werden sie, nachdem wir die Zwischenwand entfernt haben, auch von einem Raume in den anderen ubertreten. Nach einer bestimmten Zeit werden durchschnittlich je die Halfte der gekennzeichneten Ionen in den Raumen 1 und 2 sein. Mit dem Eintreten des Konzentrationsausgleiches hort demnaC'h die Dif fusion nicht auf, sondern sie entzieht sich nur der unmittelbaren Be obachtung.