Avainero Brownin liikkeen ja diffuusion välillä on, että Brownin liikkeessä hiukkasella ei ole tiettyä kulkusuuntaa, kun taas diffuusiossa hiukkaset kulkeutuvat korkeasta pitoisuudesta alhaiseen pitoisuuteen.
Brownin liike ja diffuusio ovat kaksi käsitettä, jotka liittyvät hiukkasten liikkeeseen. Näiden kahden käsitteen olemassaolo osoittaa, että aine koostuu pienemmistä hiukkasista, jotka voimme erottaa toisistaan. Se myös todistaa, että aineen (kiinteä, kaasu tai neste) atomien tai molekyylien välillä on tarpeeksi vapaata tilaa, joka sallii muiden hiukkasten kulkea niiden läpi.
Mikä on Brownian Motion?
Kasvitieteilijä Robert Brown esitteli Brownin liikkeen käsitteen vuonna 1827. Hän tarkkaili siitepölyjyviä vedessä mikroskoopilla ja näki, että siitepölyjyvät liikkuvat siellä täällä (satunnainen liike) vedessä. Hän nimesi tämän liikkeen Brownin liikkeeksi. Einstein on kuitenkin se, joka selitti tämän liikkeen.
Einsteinin selityksen mukaan hän kuvaa joitain atomien ominaisuuksia. Vaikka he uskoivat atomien olemassaoloon tuolloin; sille ei ollut todisteita. Brownin liike on todiste atomien olemassaolosta. Jokainen ympärillämme oleva aine koostuu atomeista. Siksi jopa siitepölyjyvät ja vesi sisältävät atomeja. Lisäksi Einstein kuvaili, että siitepölyjyvien liike johtuu sen törmäyksistä vesimolekyylien kanssa, joita emme näe. Kun vesimolekyylit osuvat siitepölyn jyviin, se pomppii pois, ja voimme nähdä sen mikroskoopin alla. Koska emme näe vesimolekyylejä; meillä on tapana ajatella, että siitepölyjyvät liikkuvat itsestään, mikä ei ole niin.
Kuva 01: Kaavio, jossa näkyy Brownin liike
Lisäksi Brownin liikettä tutkimalla voimme ennustaa joitain vesimolekyylien ominaisuuksia, kuten niiden liikenopeutta. Samoin ilmassa olevat hiukkaset osoittavat myös Brownin liikettä. Esimerkiksi ilmassa oleva pölyhiukkanen liikkuu satunnaisesti kaasumolekyylien kanssa tapahtuneiden törmäysten vuoksi.
Mikä on diffuusio?
Diffuusio on hiukkasten siirtymistä suuremmasta pitoisuudesta pienempään pitoisuuteen. Toisin sanoen se on hiukkasten liikkumista suuremman kemiallisen potentiaalin alueilta alueille, joilla on pienempi kemiallinen potentiaali. Siksi tämä käsite on samanlainen kuin lämmön siirtyminen kuumasta esineestä viileämpään esineeseen.
Kuva 02: Diffuusio puoliläpäisevän kalvon läpi
Lisäksi osmoosi on eräänlainen diffuusio, joka kuvaa veden liikettä. Kun vesi liikkuu kennosta toiseen, se virtaa vesipotentiaaligradientin mukaan, joka on korkeasta vesipotentiaalista matalaan vesipotentiaaliin. Lisäksi diffuusio on tärkeä käsite biologisissa järjestelmissä. Kasvit ja eläimet imevät ja jakavat suurimman osan ravintoaineista, kaasuista ja vedestä diffuusion kautta. Esimerkiksi solun sisällä happipitoisuus on pienempi kuin veren kapillaareissa ja hiilidioksidipitoisuus korkeampi kuin veren kapillaareissa. Siksi happea siirtyy diffuusion avulla soluun veren kapillaareista ja hiilidioksidia tulee ulos solusta.
Mitä eroa on Brownin liikkeellä ja diffuusion välillä?
Brownian liike on mikroskooppisten hiukkasten epäsäännöllistä, satunnaista liikettä nesteessä, joka johtuu jatkuvasta pommituksesta ympäröivän väliaineen molekyyleiltä. Diffuusio on aineen liikkumista korkean pitoisuuden alueelta alhaisen pitoisuuden alueelle. Siksi avainero Brownin liikkeen ja diffuusion välillä on, että Brownin liikkeessä hiukkasella ei ole erityistä kulkusuuntaa, kun taas diffuusiossa hiukkaset kulkevat korkeasta pitoisuudesta alhaiseen pitoisuuteen. Hiukkasten liike on kuitenkin satunnaista molemmissa skenaarioissa.
Lisäksi toinen merkittävä ero Brownin liikkeen ja diffuusion välillä on se, että diffuusio tapahtuu pitoisuuden tai mahdollisen kemiallisen gradientin mukaan. Mutta Brownin liikettä eivät säätele tällaiset tekijät. Hiukkasen Brownin liike tapahtuu väliaineessa olevien muiden hiukkasten liikkeen mukaan.
Alla infografiassa on lisätietoja Brownin liikkeen ja diffuusion eroista.
Yhteenveto – Brownian liike vs diffuusio
Yhteenvetona voidaan todeta, että tärkein ero Brownin liikkeen ja diffuusion välillä on se, että Brownin liikkeessä hiukkasella ei ole tiettyä kulkusuuntaa, kun taas diffuusiossa hiukkaset kulkevat korkeasta pitoisuudesta alhaiseen pitoisuuteen. Hiukkasten liike on kuitenkin satunnaista molemmissa skenaarioissa.
