Todo en nuestro entorno está formado por piezas o partículas microscópicas. Los átomos o moléculas son las partículas que componen la materia. Las partículas forman nuestros cuerpos, sillas, mesas, libros y otros objetos. El número de partículas en todo, por otro lado, es enorme. Incluso con un microscopio de alta potencia, las partículas que componen la materia no se pueden ver porque son muy pequeñas. Tenemos cierta evidencia de que todas las cosas están compuestas de pequeñas partículas aunque no se puedan ver. Echemos un vistazo a algunas de las pruebas que prueban que todo está formado por pequeñas partículas.
Evidencia de partículas en la materia
Los experimentos sobre difusión, o la mezcla de sustancias diferentes por sí solas, y el movimiento browniano proporcionan evidencia de la presencia de partículas en la materia. Si asumimos que la materia está formada por partículas microscópicas en movimiento, es sencillo explicar lo que sucede en varias pruebas. Sin embargo, las cosas se vuelven extremadamente difíciles de describir sin el concepto de partículas. Ahora repasaremos algunos experimentos, como ‘sólido disuelto en líquido’, ‘mezcla de dos gases’ y ‘movimiento de granos de polen en agua’ que solo pueden explicarse pensando que todo está compuesto de partículas microscópicas que son moviéndose continuamente. Estos se discuten más adelante.
- Disolver un sólido en un líquido
Dado que el permanganato de potasio es un sólido de color púrpura y el agua es un líquido incoloro, comenzaremos observando cómo se disuelve en agua. Incluso sin agitar, un cristal de permanganato de potasio en un vaso de precipitados con agua hace que el agua se vuelva púrpura por sí sola. El color púrpura del permanganato de potasio que se esparce por el agua del vaso de precipitados se puede explicar de la siguiente manera.
Las partículas pequeñas forman cristales de permanganato de potasio y agua. Las partículas de permanganato de potasio son de color púrpura, mientras que las partículas de agua son incoloras. Cuando un cristal de permanganato de potasio se sumerge en agua, las partículas se separan unas de otras. Estas partículas de permanganato de potasio de color púrpura se dispersaron por el agua, volviéndola púrpura. En realidad, a medida que se disuelve el permanganato de potasio, las partículas de permanganato de potasio van a los espacios entre las partículas de agua.
Sin ninguna agitación externa, las partículas de permanganato de potasio y las de agua se combinan solas en este experimento. Las partículas de permanganato de potasio y agua se esparcen entre sí y se mezclan solas, por lo tanto, se están moviendo o están en movimiento es la conclusión. El color no podría extenderse por el vaso de precipitados por sí solo si las partículas no se estuvieran moviendo. La difusión es el movimiento de varias partículas entre sí por sí mismas, lo que resulta en una mezcla uniforme.
- Mezcla de dos gases
El aire es un gas incoloro o una mezcla de gases. Una botella de gas en realidad está llena de aire cuando está vacía. Esto se debe a que no podemos ver el aire en la botella de gas porque es incoloro. El bromo es un líquido de color marrón rojizo. Produce mucho vapor. El vapor de bromo, a menudo conocido como gas de bromo, es un gas de color marrón rojizo que es más pesado que el aire. Pongamos el experimento a prueba ahora.
Una jarra de gas llena de aire se coloca boca abajo sobre una jarra de gas llena de vapor de bromo. Los vapores de bromo de color marrón rojizo de la botella de gas inferior se dispersarán en el aire de la botella de gas superior. La botella de gas que contiene aire se vuelve completamente de color marrón rojizo durante un período de tiempo. El vapor de bromo que se difunde en el aire se puede describir de la siguiente manera. Tanto el aire como el vapor están formados por partículas microscópicas que se mueven. A medida que las partículas en movimiento de vapor de bromo y aire chocan y rebotan en todas direcciones, se mezclan uniformemente. A pesar de que el vapor de bromo es más pesado que el aire, supera la gravedad y se mezcla con el aire en el recipiente superior porque sus partículas viajan a gran velocidad, dándoles suficiente energía cinética para vencer la gravedad y entrar en el recipiente de gas que contiene aire.
Difusión- La difusión es la dispersión y mezcla de una sustancia con otra sustancia como resultado del movimiento de sus partículas. Es un proceso crucial que ocurre en todos los seres vivos. La difusión es un proceso que ayuda en el movimiento de moléculas dentro y fuera de las células. Las moléculas viajan de una región de alta concentración a una región de baja concentración hasta que la concentración es uniforme en todas partes. La difusión ocurre en líquidos y gases porque las moléculas pueden fluir al azar.
La difusión es un proceso en el que la materia se mueve desde un lugar de alta concentración a una región de baja concentración debido a la movilidad aleatoria de las moléculas. Podemos sacar dos conclusiones sobre la naturaleza de la materia a partir del proceso de difusión. Las siguientes son las conclusiones:
- La sustancia está formada por miles de partículas diminutas.
- Las partículas de materia están en constante movimiento.
- Movimiento de los granos de polen en el agua
Robert Brown presentó la mejor evidencia que respalda la existencia y movilidad de partículas en líquidos en 1827. Robert Brown usó agua para suspender granos de polen extremadamente pequeños. Los granos de polen se movían rápidamente por el agua en un patrón extremadamente irregular o en zig-zag, como se observa bajo el microscopio. También se descubrió que cuanto más rápido se mueven los granos de polen en la superficie del agua, más caliente está el agua.
El movimiento de los granos de polen en la superficie del agua se puede explicar de la siguiente manera. El agua está compuesta de partículas muy pequeñas que se mueven muy rápidamente. Dado que las partículas de agua o las moléculas de agua son tan diminutas, no son visibles bajo un microscopio. Dado que los granos de polen se ven afectados con frecuencia por partículas de agua que se mueven rápidamente, flotan en la superficie del agua. Entonces, aunque las partículas de agua o las moléculas de agua son demasiado pequeñas para verlas, su efecto sobre los granos de polen es claramente visible. El movimiento browniano, llamado así por el físico Robert Brown, quien notó por primera vez el fenómeno, es el movimiento aleatorio de partículas visibles o granos de polen generados por partículas de agua invisibles mucho más pequeñas.
Movimiento browniano-El movimiento browniano también se puede ver en los gases. Cuando un rayo de luz solar ingresa a una habitación, a veces podemos observar partículas de polvo microscópicas suspendidas en el aire que se mueven rápida y aleatoriamente. Este es un ejemplo donde se demuestra el movimiento browniano en gases (ya que el aire es un gas). Dado que están constantemente impactados por partículas de aire que se mueven rápidamente, las pequeñas partículas de polvo se mueven. Aunque no podemos ver las partículas o moléculas de aire increíblemente diminutas, podemos presenciar el efecto creado por sus movimientos continuos y rápidos. El movimiento rápido y aleatorio de pequeñas partículas de polvo que cuelgan en el aire demuestra que el aire está formado por partículas que se mueven continuamente. El movimiento browniano es el movimiento en zig-zag de pequeñas partículas que flotan en un líquido o gas. La temperatura aumenta como resultado del movimiento browniano. La existencia del movimiento browniano lleva a dos conclusiones con respecto a la naturaleza de la materia. Las siguientes son las conclusiones:
- Las partículas pequeñas forman la materia.
- Las partículas de materia están en continuo movimiento.
El movimiento browniano es el movimiento incontrolado o irregular de partículas en un fluido causado por colisiones con otras moléculas que se mueven rápidamente. Por lo general, se informa que el movimiento aleatorio de partículas es más fuerte en partículas más pequeñas, líquidos menos viscosos y a temperaturas más altas. Estos son algunos de los elementos que influyen en el movimiento de una partícula en un fluido.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: En un rayo de luz solar, pequeñas partículas de polvo se mueven al azar. ¿Por qué se mueven estas partículas de polvo?
Responder:
Las pequeñas partículas de polvo que cuelgan en el aire se mueven rápida y aleatoriamente cuando un rayo de luz solar ingresa a una habitación debido al movimiento browniano, que es el movimiento en zig-zag de partículas diminutas que flotan en un líquido o gas.
Pregunta 2: Nombre el mecanismo que hace que una gota de tinta se esparza por un vaso de precipitados con agua.
Responder:
La difusión es el proceso mediante el cual una gota de tinta se esparce por todo un vaso de precipitados con agua.
Pregunta 3: ¿Cómo se altera la velocidad de difusión cuando desciende la temperatura?
Responder:
Dado que las partículas se mueven más lentamente a temperaturas más bajas, la difusión disminuye cuando baja la temperatura.
Pregunta 4: ¿Qué término clave explica mejor el movimiento de partículas de una concentración alta a una baja?
Responder:
El movimiento de partículas de una alta concentración a una baja concentración se denomina difusión.
Pregunta 5: ¿Por qué el gas se difunde tan rápido?
Responder:
Dado que las partículas tienen un mayor espacio intermolecular y energía cinética en estado de vapor, el gas se difunde rápidamente. Como resultado, estas partículas se combinan fácilmente con las partículas de aire y se mueven más rápido.