Diffusion in Metallen: Platzwechselreaktionen

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Zu einem bekannten Vorlesungsversuch wird eine L sung von Kupfersulfat mit reinem Wasser berschichtet und das Ganze sich selbst berlassen. Zun chst besteht zwischen der blauen L sung und dem Wasser eine scharfe Grenze. Schon nach wenigen Tagen l t sich ein Vordringen der blauen Farbe des Kupfersulfates nach oben, also dem Schwerefeld entgegen, beobachten. Diese Erscheinung bezeichnen wir als Diffusion. Jedes fl ssige 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 h ufig angenommen, da 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 l t. Man stellt sich ein Gef vor, in dem sich eine Salzl sung befindet, deren Konzentration an allen Stellen die gleiche ist. Durch eine Scheidewand wird dieses Gef in zwei gleich gro e R ume 1 und 2 geteilt. Wir nehmen nun weiter an, wir k nnten die gel sten Ionen sehen und diejenigen kenn- zeichnen, die sich im Raume 1 befinden. Da sich alle Ionen in v llig regelloser W rmebewegung befinden, werden sie, nachdem wir die Zwischenwand entfernt haben, auch von einem Raume in den anderen bertreten. Nach einer bestimmten Zeit werden durchschnittlich je die H lfte der gekennzeichneten Ionen in den R umen 1 und 2 sein. Mit dem Eintreten des Konzentrationsausgleiches h rt demnaC'h die Dif- fusion nicht auf, sondern sie entzieht sich nur der unmittelbaren Be- obachtung.