Diffusion

Bringt man einige Tropfen Tinte in ein Glas mit Wasser, so verteilt sich die Tinte allmählich von selbst im gesamten Wasser. Das geht umso schneller, je wärmer das Wasser ist (Bild 1). Die Tinte verteilt sich, weil die Teilchen von Wasser und Tinte in ständiger Bewegung sind. Diese Bewegung ist temperturabhängig: Sie erfolgt umso schneller, je höher die Temperatur ist.

Ein Durchmischen von Stoffen tritt in unserer Umwelt ständig auf. Gibt man z.B. Zucker in heißen Tee, so schmeckt nach einiger Zeit der gesamte Tee süß. Zuckerteilchen und Wasserteilchen vermischen sich allmählich (Bild 2). Der Rauch von Zigaretten oder der Duft von Parfüm verteilt sich allmählich in einem Raum.

Das selbständige Durchmischen von Teilchen verschiedener Stoffe wird als Diffusion bezeichnet.

Die Diffusion ist folglich ein Transportprozess von Teilchen. Die Ursache der Diffusion ist die thermische Bewegung der Teilchen. Diese Bewegung führt zu einer allmählichen Durchmischung. Die Diffusion ist damit ein Beleg für die Bewegung von Atomen und Molekülen und damit auch ein Beleg für das Teilchenmodell.
Die Diffusionsgeschwindigkeit, also die Schnelligkeit der Durchmischung von zwei Stoffen, ist stark temperaturabhängig und nimmt mit steigender Temperatur der beteiligten Körper zu. Das hängt unmittelbar damit zusammen, dass sich mit steigender Temperatur die mittlere Geschwindigkeit der Teilchen vergrößert und sich die im Durchschnitt schnelleren Teilchen auch schneller durchmischen. Sie hängt auch vom Konzentrationsgefälle ab.

Besonders ausgeprägt tritt Diffusion bei Gasen und Flüssigkeiten auf. Sie ist aber auch bei festen Körpern möglich. Das wird z. B. zur Herstellung von dotierten Halbleitermaterialien genutzt.
Eine wichtige Rolle spielt die Diffusion auch bei der Aufnahme von Wasser durch Pflanzen. Die dabei auftretende Diffusion durch halbdurchlässige Membranen wird als Osmose bezeichnet.