عبد العزيز: بوت: إصلاح أخطاء فحص أرابيكا من 1 إلى 104

2023-07-20T08:16:10Z

بوت: إصلاح أخطاء فحص أرابيكا من 1 إلى 104

صفحة جديدة

{{عن|3=انتشار (توضيح)}}

[[ملف:Diffusion (1).png|تصغير|رسم توضيحي لعملية انتشار لمادتان مختلفتان في نفس الحيّز.]]

'''الانتشار'''<ref>{{استشهاد بويكي بيانات|Q114972534|ص=115}}</ref> هي عملية توزيع [[جزيء|جزيئات]] أو [[ذرة|ذرات]] أو حبيبات بشكل متساوٍ في [[فراغ (توضيح)|فراغ]] أو في حيّز متاح أو تخللها خلال حاجز غشائي.<ref>[https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1731433 Flow equations and frames of reference for isothermal diffusion in liquids]. The Journal of Chemical Physics 33(5):1505–13. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200126084239/https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1731433 |date=26 يناير 2020}}</ref><ref>{{استشهاد بكتاب |عنوان= Aspects and Applications of the Random Walk |isbn=0444816062|الأخير= Weiss |الأول= G. |سنة= 1994 |ناشر= North-Holland}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=A. Einstein |سنة=1905|مسار=http://www.zbp.univie.ac.at/dokumente/einstein2.pdf |عنوان=Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen|صحيفة=Ann. Phys.|المجلد= 17|صفحات= 549–60|doi=10.1002/andp.19053220806|العدد=8|bibcode = 1905AnP...322..549E | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20191022145748/https://www.zbp.univie.ac.at/dokumente/einstein2.pdf | تاريخ أرشيف = 22 أكتوبر 2019 }}</ref> ويتم الانتشار بانتقال [[جزيء|الجزيئات]] أو [[ذرة|الذرات]] من منطقة ذات [[تركيز (توضيح)|تركيز]] عالي إلى منطقة ذات [[تركيز (توضيح)|تركيز]] أقل حتى يتساوى تركيز الجزيئات في المنطقتين.

تنشأ ظاهرة '''الانتشار''' بسبب [[حركة براونية|الحركة الحرارية]] العشوائية لجزيئات المادة التي تصطدم مع بعضها البعض وتتباعد لتشغل جميع الحيز المتاح لها.

== توضيح عملية الانتشار ==

[[ملف:Dispersion.gif|تصغير|لاحظ أن عملية الانتشار تتم دون أي تدخل خارجي، أي دون أي تحريك للسائل]]

لتوضيح عملية الانتشار يمكن مشاهدة عملية تلوين سائل [[شفافية (بصريات)|شفاف]] ب[[صباغ|صبغة]] ومراقبة عملية انتشار [[لون|اللون]] في السائل الشفاف كما هو واضح في الصورة.

في هذا المثل فإن الصبغة يتم إضافتها للسائل، وتُترك لتنتشر في السائل دون أي تحريك لا للسائل ولا أي تحريك للمائدة التي يقف عليها. فتوزيع اللون في السائل الشفاف تتم ذاتياً بسبب خاصية الانتشار. في هذه الحالة هناك أيضاً عوامل أخرى مؤثرة في توزيع اللون في السائل مثل [[كثافة|الكثافة]] فرق [[حرارة|درجة الحرارة]] بين السائلين.

== آلية الانتشار ==

يعتمد '''الانتشار''' على حركة الجزيئات [[حركة براونية|البراونية]]، وهي الحركة العشوائية لل[[جزيء|جزيئات]] في الحيز، والتي تسبب تصادم الجزئيات مع بعضها البعض وابتعادها عن بعضها لملء أي حيّز متاح. تعتمد هذه الحركة على [[طاقة حرارية|الطاقة الحرارية]] المخزونة في [[مادة|المادة]]. هذه الحركة هي من خواص المادة ولا تحتاج إلى طاقة خارجية، وهي من مميزات كل مادة درجة حرارتها فوق [[صفر مطلق|الصفر المطلق]].

تتسبب نزعة المادة لملء كامل الحيز المُتاح لها بحركة [[مادة|المادة]] من المنطقة ذات [[تركيز (توضيح)|التركيز]] العالي إلى الجهة ذات التركيز المنخفض ولحركة بالاتجاه المعاكس من المنطقة ذات التركيز المنخفض إلى المنطقة ذات التركيز العالي، وذلك لكون الحركة عشوائية، إلا أن كثرة الجزيئات في جهة التركيز العالي تتسبب بتحرك عدد أكبر من الجزيئات تجاه جهة التركيز المنخفض، أي أن محصلة حركة الجزيئات يكون من المنطقة ذات التركيز العالي إلى منطقة التركيز المنخفض حتى يتساوى التركيزان فيحصل ال[[توازن كيميائي|توازن]]، مما يعني تساوي الحركة في الاتجاهين. لهذا فإن الانتشار يمكن أن يُنظر إليه على أنه القوة التي تؤدي إلى '''انتقال المادة''' من '''أ''' إلى '''ب'''.

=== العوامل المؤثرة في الانتشار ===

{| align="left" border="1"
|+سرعة الانتشار في حالات المادة الثلاث
|-
!الحالة!!المسافة المقطوعة
|-
|[[غاز|الغازات]]|| 100 [[مليمتر|مم]] في [[دقيقة]]
|-
|[[سائل|السوائل]]||0,5 [[مليمتر|مم]] في [[دقيقة]]
|-
|الأجسام الصلبة||0,0001 [[مليمتر|مم]] في [[دقيقة]]
|}
هناك عدة عوامل تؤثر في '''سرعة الانتشار''' وتشمل:
* [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] و[[تناسب (توضيح)|التناسب]] معها [[تناسب (رياضيات)|طردي]]، فبارتفاع [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] ترتفع [[طاقة حركية|الطاقة الحركية]] لجزيئات المادة، وتزيد عدد اصتداماتها في الثانية الواحدة، وبالتالي ضغط الانتشار.
* [[حجم]] [[جزيء|الجزيئات]] وتناسبه عكسي.
* فرق [[تركيز (توضيح)|التركيز]] في [[محلول|المحلول]] و[[تناسب (رياضيات)|التناسب طردي]].
* حالة [[مادة|المادة]] فالانتشار في [[غاز|الغازات]] أسرع منه في [[سائل|السوائل]]، وهو أبطأ مايكون في الأجسام الصلبة. وذلك لضعف ارتباط الجزيئات مع بعضها البعض في الحالة الغازية، ولحركتها العشوائية، والتي تقل في [[سائل|السوائل]] وتكون شبه منعدمة في الحالة الصلبة.
ويمكن ربط العوامل المؤثرة في ''تدفق الانتشار'' عن طريق '''[[قانوني فيك للانتشار|قانون فيك للانتشار]].'''

== حالات خاصة ==

[[ملف:Osmose en.svg|تصغير|الانتشار عبر غشاء منفذ.]]

'''[[خاصية أسموزية|التناضح]]''':

من الحالات الخاصة للانتشار الانتشار من خلال غشاء '''منفذ''' (نفوذ) {{إنج|permeable}}، في هذه الحالة يكون هناك غشاء يفصل بين حيّزين، ولكنه منفذ لل[[سائل]] ولل[[مادة]] المُذابة فيه. في هذه الحالة فإن محصلة انتقال [[جزيء|جزيئات]] المادة المُذابة يكون باتجاه الجانب ذي التركيز الأقل كما هو موضح في الصورة. من شروط الانتشار أن يكون «الحاجز» الفاصل منفذاً للمادة المذابة. أما إذا ما كان الغشاء الفاصل '''نصف منفذ''' (نصف نفوذ) {{إنج|semipermeable}} فإن جزيئات المادة المُذابة تكون غير قادرة على الانتقال إلى الجانب الآخر، وهنا ينشأ ضغط يسمى بالضغط [[خاصية أسموزية|التناضحي]].

== تطبيقات الانتشار ==

من خلال تحليل سرعات الانتشار (انظر [[#العوامل المؤثرة في الانتشار|الجدول]]) نلاحظ أن عملية الانتشار تلعب دوراً أكبر في الحالة الغازية، وأقل في السوائل، بينما تعتبر من القوى المهملة في المواد الصلبة.

ففي '''الحالة الغازية''' نلاحظ أن تسريب [[غاز]] ما في مكان مغلق يؤدي - حتى مع انعدام التيارات الهوائية - لتوزع الغاز في كامل الحيز المغلق مثل الغرف والمكاتب، في نفس الوقت يُساهم فتح النافذة بغرض ''[[التدفئة والتهوية وتكييف الهواء|التهوية]]'' إلى تجدد الهواء حتى ولو انعدم تيار الهواء، أو لم تُزود الغرفة بالمراوح، وذلك لأن الهواء والروائح في الغرفة تتحرك تجاه الخارج، حيث يكون تركيزها بالخارج أقل منه في الغرفة.

أما في '''السوائل''' فإن انتشار المواد يكون ببطء أكثر، فلو تمت إذابة مكعب من [[سكر|السكر]] في كأس [[ماء]]، فإن الوقت الذي يحتاجه السكر للذوبان والتوزع في الكأس يكون طويلاً نسبياً، لذا يُستعان بأساليب لتسريع العملية من خلال تحريك الكأس أو خضها. أما في طهو الطعام، فإن الوقت يكون كافياً، مما يجعل عملية الانتشار تكون مفيدة في حالات يصعب بها التحريك والخلط، كما أن [[ملح الطعام|الملح]] الذي يُرَش على سطح اللحم، ينتقل مع مرور الوقت ليصل إلى الطبقات الداخلية لقطعة اللحم، ويتم انتقال الملح هنا عن طريق الانتشار خلال عُصارة اللحم.

الانتشار عبر مسافات قصيرة يكون فعالاً، فلو نظرنا إلى المسافات التي لابد أن تقطعها المواد في الخلايا فإننا سنجدها تجسر مسافات بال[[ميكرومتر]]ات، فعلى مستوى [[أولي (كائن)|الأوالي]] أو ''الكائنات وحيدة الخلية'' فإن حصول هذه الكائنات على ال[[طعام|غذاء]] وعمليات الإفراز تتم بطريق الانتشار البسيط عبر [[غشاء خلوي|الغشاء الخلوي]]. في الكائنات [[متعددة الخلايا]] ك[[إنسان|الإنسان]] مثلاً فإن [[جهاز الدوران|الدورة الدموية]] تقوم بتجسير المسافات الطويلة عن طريق حركة [[دم|الدم]] في الأوعية الدموية. أما على مستوى [[نسيج حيوي|الأنسجة الحيوية]] فإن التبادل الحيوي وعمليات نقل الغذاء والإفرازات يعتمد على خواص مثل الانتشار و[[خاصية أسموزية|التناضح]] والنقل الحيوي.

[[ملف:IonChannels.jpg|تصغير|قنوات الأيونات في جدران الخلايا تسمح '''بانتشار''' اختياري للمواد، فحينما تفتح هذه القنوات فإن الأيونات تعبر القناة بناءً على فرق التركيز على جانبي الجدار الخلوي.]]

أهمية هذه الحالة يكون في [[خلية|الخلايا الحية]]، حيث يكون [[جدار خلوي|الجدار الخلوي]] منفذاً لمواد، وغير منفذ أو نصف منفذ لأخرى، وذلك يعتمد على نوع الخلية، ونوع المادة. كما يمكن للخلايا أن تقوم بفتح قنوات خاصة مثل ''القنوات الأيونية'' لفترات محدودة، للسماح بدخول أو خروج بعض المواد. انتقال المواد هنا يكون بشل تلقائي عن طريق '''الانتشار''' دون صرف أي [[طاقة]] أو نقل نشط يستهلك الطاقة.

هناك أيضا أساليب أخرى لانتقال الجزيئات والسوائل ما بين [[خلية|الخلايا]] [[سائل خلالي|والسائل البيني]]، فإلى جانب '''الانتشار''' هناك [[خاصية أسموزية|التناضح]] و'''النقل النشط''' وكلاهما يستهلك الطاقة تحقيق النقل.
{{أيضا|تناضح|قانون فيك للانتشار|نقل نشط}}

== تخصيب اليورانيوم ==

تستغل ظاهرة انتشار الغازات في عملية تخصيب اليورانيوم وهي عملية تركيز [[يورانيوم-235|اليورانيوم-235]] في [[يورانيوم-238|اليورانيوم-238]]. فالنسبة الطبيعية لليورانيوم-235 في اليورانيوم هي 0.7% والباقي يورانيوم-238. واليورانيوم المستخدم لتشغيل [[مفاعل نووي|المفاعل النووي]] يجب أن يحتوي عل نسبة 3.5% من اليورانيوم-235 لكي يستعمل [[ماء|الماء]] كمهدئ [[نيوترون|للنيوترونات]]. وتتم رفع نسبة اليورانيوم 235 في اليورانيوم من 0.7% إلى 3.5% عن طريق انتشار ذرات اليورانيوم -235 واليورانيوم-238 عبر حائل مستمي ينتقلان خلاله من غرفة 1 إلى غرفة 2. يكون اليورانيوم في هيئة سادس فلوريد اليورانيوم الذي يسهل تسخينه فيتحول إلى بخاره. في البدء يكون غاز سادس فلوريد اليورانيوم في الغرفة 1 ثم ينتشر النوعان : سادس فلوريد اليورانيوم-235 وسادس فلوريد اليورانيوم-238 خلال الحائل المسامي وينتقلان إلى الغرفة 2 (الفارغة). ونظرا لأن [[سرعة]] عبور [[جزيء|جزيئات]] سادس فلوريد اليورانيوم-235 تكون أسرع من سرعة انتشار سادس فلوريد اليورانيوم-238 (الأول أخف من الثاني) فنجد أن نسبة سادس فلوريد اليورانيوم-235 تكون في المخلوط أعلى من نسبته في المخلوط في الغرفة 1.

تـُكرر العملية مرارا حتى نحصل على التركيز المرغوب وهو 3.5% [[يورانيوم-235|لليورانيوم-235]].
وطريقة الانتشار هي إحدى طرق تخصيب اليورانيوم، وتوجد طرق أخرى مثل طريقة المركزية الطاردة التي تستعملها [[إيران]] لتخصيب اليورانيوم.

== اقرأ أيضا ==

* [[تخلل]]
* [[إشابة|تشويب]]
* [[تقنية أغشية]]
* [[ترشيح]]
* [[انتشار جزيئي|انتشار بسيط]]

== مراجع ==

{{مراجع}}

== روابط خارجية ==

* [http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_diffusion_works.html فيديو تعليمي]. {{أيقونة إنجليزية}}
* [https://web.archive.org/web/20120621082841/http://www.biologycorner.com/bio1/diffusion.html شرح الانتشار] نقلاً عن صفحة زاوية الأحياء (Biology corner.com). {{أيقونة إنجليزية}}
* [http://www.sep.alquds.edu/ara/chemistry/?sf=teach_guid_ara2&expno=266 شرح خاصية الانتشار] عن صفحة [[جامعة القدس]].
{{مصادر طبية}}
{{شريط بوابات|الفيزياء|الكيمياء|علم الأحياء|كيمياء فيزيائية}}

{{تصنيف كومنز}}
{{ضبط استنادي}}

[[تصنيف:انتشار| ]]
[[تصنيف:تنفس]]
[[تصنيف:طب غوص وعلم وظائف الأعضاء للغوص وفيزياء الغوص]]
[[تصنيف:ظاهرة الانتقال]]
[[تصنيف:علم الأحياء الخلوي والجزيئي]]
[[تصنيف:قوانين فيزيائية]]
[[تصنيف:كيمياء فيزيائية]]
[[تصنيف:ميكانيكا الموائع]]

انتشار - تاريخ المراجعة

عبد العزيز: بوت: إصلاح أخطاء فحص أرابيكا من 1 إلى 104