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拡散とは、粒子、原子、または分子が高濃度の領域から低濃度の領域にランダムに移動することです。このプロセスは、固体、気体、液体など、あらゆる物質の状態で行われます。いくつかの視覚的な実験により、液体が他の液体を介して拡散する方法と、液体が膜を介して拡散する方法を示すことができます。
水中での食品着色
ガラスまたは水の瓶に加えられた食品着色料は、すべての水が着色されるまで水を通して拡散します。ジャーに水を注ぎ、水の動きがすべて止まるまで座らせます。一度に1滴ずつ着色する食品を加えて、色の滴が水全体にゆっくり広がることを確認します。温水1瓶と冷水1瓶で同じ実験を行い、拡散に対する温度の影響を確認します。水がまだ動いている場合、対流と呼ばれる混合の別の形態は、拡散よりもはるかに速く瓶の周りに着色料を運びます。
ゲルの食品着色
ゼラチンゲルは、対流が発生しないようにしっかりと保持される懸濁液ですが、その組成は主に液体水です。指示に従って、透明または明るい色のゼラチンミックスのボウルを2つ用意し、冷蔵庫で固めます。ゼラチンが固まったら、ゼラチンの1つのボウルを室温に戻し、もう1つのボウルを冷たくします。両方のボウルのゼラチンの表面のさまざまな場所に着色料の滴を置きます。両方のボウルを覆い、3日間も邪魔されずに放置し、一方を室温に、もう一方を冷たく保ちます。ゼラチンへの色の拡散を観察します。
膜を通した拡散
透過性膜としてペーパータオルを使用して、小分子が液体間で障壁を越えて拡散することを示します。ジャーに水を満たし、ペーパータオルの中心が水に垂れ下がるようにペーパータオルで開口部を覆います。ペーパータオルを満たす水に食品着色料を入れ、色がバリアを介して拡散するのを観察します。さまざまな温度で実験を実行して、温度が拡散に与える影響を示します。
膜を通しての浸透
ペーパータオルを介して拡散する食品着色料は、バリアを介した小分子の拡散を示しますが、液体自体もバリアを介して拡散する可能性があります。浸透は、わずかな数個の小分子を含む液体が障壁を越えて拡散し、高濃度の小分子を含む溶液を希釈する場合です。これを卵で実演してください。生卵を酢に2日間浸します。これにより、殻が溶けて膜が残ります。卵のサイズを測定します。再び卵を純水に一晩浸します。純水はバリア膜全体に拡散し、卵の中の塩水を希釈し、卵のサイズを大きくします。