Qual e a relacao entre a temperatura e a taxa de difusao de uma substancia em solucao aquosa?

É linear? Quanto maior a temperatura a maior taxa de difusão (todas as outras condições são as mesmas). Imagine colocando a mesma amostra em diferentes temperaturas e comparando a difusão... O gráfico vai ser curva? por quê? por favor, explique com detalhes, talvez uma explicou também a fórmula? Obrigado! Esta dúvida é sobre uma situação com um saco de diálise, 'membrana', entre a substância e a solução. De acordo com os resultados, no frio de 5 ° C a difusão é lento, então muito superior a 20 ° C, em seguida, um pouco menor do que a 30 ° C e muito maior em 60 C. Por que ele iria se comporta desta forma? Ou isso é um erro? Por que você poderia prever uma relação não-linear, onde altas temperaturas induzem um pouco menos maior taxa de difusão? Obrigado

Resposta

A relação entre a temperatura e a taxa de difusão de uma substância em solução aquosa é diretamente proporcional, ou seja, quanto maior a temperatura, maior será a taxa de difusão, todas as outras condições sendo iguais. Quando colocamos a mesma amostra em diferentes temperaturas e comparamos a difusão, o gráfico resultante será uma curva, e não uma linha reta.

Isso ocorre porque a taxa de difusão é afetada pela temperatura de uma forma não linear. A fórmula que descreve esse fenômeno é a Lei de Graham, que estabelece que a taxa de difusão é inversamente proporcional à raiz quadrada da massa molar da substância e diretamente proporcional à temperatura. Ou seja, a taxa de difusão aumenta com o aumento da temperatura, mas esse aumento não é linear.

Essa relação não linear pode ser prevista devido às propriedades termodinâmicas e cinéticas das moléculas envolvidas no processo de difusão. A uma temperatura muito baixa, as moléculas movem-se mais devagar, resultando em uma taxa de difusão menor. À medida que a temperatura aumenta, as moléculas ganham mais energia cinética e se movem mais rapidamente, aumentando a taxa de difusão.

No entanto, em temperaturas mais altas, a taxa de difusão pode diminuir um pouco em comparação com temperaturas ligeiramente mais baixas. Isso pode ser devido a efeitos de polarização de concentração, onde a diferença de concentração entre a substância e a solução diminui à medida que a difusão acontece, levando a uma diminuição na taxa de difusão.

Portanto, a relação entre temperatura e taxa de difusão é complexa e não linear, e pode ser explicada por uma combinação de fatores termodinâmicos e cinéticos. A entender essa relação é essencial para muitos processos químicos e bioquímicos, especialmente em aplicações como a diálise, onde a difusão de substâncias através de uma membrana é fundamental.