Задача Задача №3487293
А
А
Укажите пару веществ, скорость диффузии которых наименьшая при прочих равных условиях. раствор медного купороса и вода свинцовая и медная пластины вода и спирт пары эфира и воздух
Ответ: пара свинцовая и медная пластины.
Пошаговое объяснение:
- Суть диффузии и чем она определяется
- Скорость диффузии характеризуется коэффициентом диффузии D в данной среде. Чем выше D, тем быстрее вещества взаимно диффундирует.
- В газах D обычно очень велик по сравнению с жидкостями, а в твердых телах он крайне мал (диффузия атомов в кристаллической решетке идет через дефекты и вакансии и протекает очень медленно при комнате температуре).
- Сравнение по типу среды (при прочих равных условиях)
- Газы (пары эфира в воздух): диффузия быстрая, D примерно 10^-5 м^2/s.
- Жидкости и растворы (вода с алкоголем, раствор CuSO4 в воде): диффузии медленнее, порядка 10^-9 м^2/s.
- Твердые тела (медные и свинцовые пластины): межатомная диффузия крайне медленная, особенно при комнатной температуре; D может быть примерно 10^-12 до 10^-19 м^2/s в зависимости от материала и условий, а на практике для пары металлов это почти пренебрежимо мало.
- Оценка каждой пары
- раствор медного купороса и вода: диффузия ионов Cu2+ и SO4^2- в воде имеет порядка 10^-9 м^2/с.
- вода и спирт: взаимная диффузия жидкостей примерно 10^-9…10^-9+ м^2/с (вклад зависит от температуры и состава, но по сути близка к 10^-9).
- пары эфира и воздух: диффузия газов в воздухе значимо быстрее, примерно 10^-5 м^2/с.
- свинцовая и медная пластины: диффузия атомов между металлами в твердом состоянии крайне мала при комнатной температуре; коэффициент диффузии для межфазной interdiffusion между Pb и Cu можно оценить в диапазоне 10^-12 до 10^-19 м^2/с и даже ниже в обычных условиях. Это намного меньше, чем в жидкостях и газах.
- Вывод
- Поскольку скорость диффузии в твердых телах намного меньше, чем в жидкостях и газах, пара свинцовая и медная пластины имеет наименьшую скорость диффузии при прочих равных условиях.
Итого: свинцовая и медная пластины — наименьшая скорость диффузии среди приведённых пар.
