عند تعرف الطلبة إلى موضوع الانتشار، يجدر بهم أن يكونوا على علم تام بأن السؤال الذي يقول: أن الانتشار هي عملية انتقال الجزيئات من المناطق ذات التركيز المنخفض إلى المناطق ذات التركيز المرتفع، هو ليس صحيحاً، وهناك عوامل مؤثرة في سرعة الانتشار والتي من أهمها حالة المادة، فعملية الانتشار تلعب دوراً كبيراً في الحالة الغازية، ودوراً أقل في الحالة السائلة، حيث إن انتشار المواد السائلة يكون بطيئاً، فلو قمنا بإذابة مكعب من السكر في كوب ماء، فإن السكر يحتاج إلى وقت طويل حتى يذوب في الماء، وجديرٌ بكل طالب بعد تعرفه إلى هذا الموضوع معرفة أن عملية الانتشار ليست هي عملية انتقال الجزيئات من المناطق ذات التركيز المنخفض إلى المناطق ذات التركيز المرتفع.
عملية الانتشار
- هي عملية توزيع جزيئات أو ذرات أو حبيبات بشكل متساوٍ في حيزِ متاح، ويتم هذا الانتشار بانتقال الجزيئات أو الذرات من منطقة ذات تركيز مرتفع إلى منطقة ذات تركيز منخفض، حتى يتساوى تركيز الجزيئات في هاتين المنطقتين، إذاً فظاهرة الانتشار هي انتقال الجزئيات من مناطق التركيز العالي إلى المنخفض وليس العكس كما ذكر في السؤال، لذا فالإجابة هي خطأ.
- وتنشأ عملية الانتشار بسبب الحركة الحرارية العشوائية لجزيئات المادة، حيث تصطدم مع بعضها البعض وتتباعد لتشغل كل الحيز المتاح.
العوامل المؤثرة في عملية الانتشار
- حالة المادة: سواء أكانت غازية أم صلبة أم سائلة.
- منحدر التركيز والمسافة المقطوعة: حيث تتحرك الجزيئات من تركيز مرتفع إلى تركيز منخفض.
- كثافة الغاز: فسرعة انتشار الغازات تتناسب عكسياً مع الجذر التربيعي لكثافة الغاز.
- درجة الحرارة: حيث تعمل زيادة الحرارة على سرعة الانتشار من خلال زيادة الطاقة الحركية لجزيئات المادة، وبالتالي زيادة سرعة حركة الجزيئات.
- تركيز وسط الانتشار: فكلما زاد تركيز وسط الانتشار كلما زادت سرعة انتشار جزيئات المادة.
أمثلة على عملية الانتشار
- تعتمد عدد من العمليات التي تحدث بشكل طبيعي على انتشار الجزيئات، حيث يتضمن التنفس انتشار غازات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون داخل وخارج الدم في الرئتين، وينتشر ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الهواء في الحويصلات الهوائية، ثم تقول خلايا دم الحمراء بربط الأكسجين الذي ينتشر من الهواء إلى الدم، ويتم نقل الأكسجين والمواد المغذية الأخرى في الدم إلى الأنسجة حيث يتم تبادل الغازات و المواد المغذية، ثم ينتشر ثاني أكسيد الكربون والنفايات من خلايا الأنسجة إلى الدم، بينما ينتشر الأكسجين والغلوكوز والمواد المغذية الأخرى في الدم إلى أنسجة الجسم، وتحدث عملية الانتشار هذه ضمن الشعيرات الدموية.
- كما يحدث الانتشار أيضاً في الخلايا النباتية، حيث تعتمد عملية البناء الضوئي Photosynthesis التي تحدث في أوراق النبات على انتشار الغازات، وفي عملية البناء الضوئي تُستخدم الطاقة الناتجة عن ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الغلوكوز والأكسجين والماء، ثم ينتشر ثاني أكسيد أكسيد الكربون من الهواء عبر مسامات صغيرة في أوراق النبات تسمّى بالثغور، أما الأكسجين الناتج عن عملية البناء الضوئي فينتشر من النبات عبر الثغور إلى الهواء.
- وفي الشاي يمكن توضيح مثال بسيط على عملية الانتشار، فعند تحضير كوب من الشاي نلاحظ أنه في البداية لا يوجد لدينا سوى ماء ساخن دون أي ذوبان، ثم عند قيامنا بوضع كيس الشاي في الماء الساخن، حينها يبدأ بإطلاق جزيئات الشاي من الكيس، حيث يوجد في الماء تركيز أعلى من الشاي، حيث يكون تركيز الشاي أقل.
وبهذا نكون قد أجبنا عن السؤال المطروح حول هل عملية الانتشار هي عملية انتقال الجزيئات من المناطق ذات التركيز المنخفض إلى المناطق ذات التركيز المرتفع، وقلنا أن العبارة خاطئة، بل على العكس تماماً، فإن الانتشار هي انتقال هذه الجزيئات من مناطق التركيز المنخفض إلى مناطق التركيز المرتفع.