דיפוזיה - חומר עובר ושב 

 מה זה דיפוזיה?

דיפוזיה הוא שמו של תהליך בו עובר חומר ממקום בו הוא נמצא בריכוז גבוה למקום בו הוא נמצא בריכוז נמוך. דיפוזיה היא תהליך המתרחש בלא השקעת אנרגיה, והחומר עובר בהתאם למפל הריכוזים באופן טבעי. מפל הריכוזים הוא, כמובן, כיוון זרימת החומר מריכוז גבוה לריכוז נמוך.

 תהליך הדיפוזיה

דיפוזיה היא תהליך משמעותי מאד וחיוני לקיומו של כל אחד ואחד מאיתנו: נאדיות הריאה (מבנים מקרוסקופיים הנמצאים בקצות הסמפונות בריאה, מעין בלוני אוויר) מתמלאות חמצן עם כל שאיפה שאנו שואפים. החמצן עובר באמצעות תהליך דיפוזיה אל הדם, המעביר אותו הלאה בגוף. באמצעות אותו תהליך עצמו מועבר הפחמן הדו חמצני אל הנאדיות, הפולטות אותו עם כל נשיפה אל מחוץ לגוף. הדיפוזיה הוא תהליך דו כיווני. והוא חותר לשוויון מלא בריכוז החומר ללא מגבלה של כיוון הזרימה.

 חוקי הדיפוזיה

במאה התשע עשרה נהוג היה לחשוב כי הדיפוזיה יכולה להתרחש רק בנוזלים ובגזים, ואילו במוצקים תהליך דיפוזיה הוא בלתי אפשרי. חוקי הדיפוזיה פורסמו לראשונה על ידי אדולף פיק באמצע המאה התשע עשרה ואכן התייחסו לנוזלים ולגזים בלבד. כיום ברור שדיפוזיה אכן מתרחשת גם במוצקים, אם כי טווחי הזמן שמדובר בהם הם ארוכים מאד, עשרות שנים ויותר.

תהליכים הדומים לתהליך דיפוזיה: הם: אוסמוזה, תהליך שבו עוברים חומרים מריכוז גבוה לריכוז נמוך. אלא שאוסמוזה מתרחשת כשבין שני האזורים קיימת ממברנה (מחיצה, מסננת) המאפשרת לחומר הממיס לעבור דרכה, אבל אינה מאפשרת לחומרים אחרים לעשות כן. אוסמוזה הפוכה – תהליך שבו למרות שבאזור אחד ריכוז התמיסה גבוה מהאזור השני, ממשיך החומר הממיס לעבור מהצד בו הריכוז הוא גבוה לצד בו הריכוז נמוך יותר. לצורך התהליך הזה מושקעת אנרגיה, תהליך נוסף הוא העברה פעילה, המתרחש בדיוק כפי שמתרחשת דיפוזיה אלא שלצורך ההעברה של החומרים מושקעת אנרגיה, בדיוק כמו באוסמוזה הפוכה.

תהליך דיפוזיה מושפע ממספר גורמים חשובים: סוג החומר – גז, נוזל או מוצק, עוצמת מפל התמיסה – גודל ההפרש בין ריכוז התמיסה בצד אחד לבין הריכוז בצידו האחר, טמפרטורת הסביבה, שטח המגע בין התמיסות והמרחק ביניהן.