Ph 12

Technik

Diffusion von Gasen

Bringt man in einen Raum verschiedene Gase, so mischen sich diese auch wenn keine Strömungen herrschen, bis beide Gassorten gleich verteilt sind. Dieser Vorgang heißt Diffusion. Gasteilchen mit größerer Geschwindigkeit diffundieren schneller durch eine poröse Membran, z.B. eine Tonschicht als langsame Gasteilchen.

Nachweis der schnelleren Diffusion leichter Gase

Stülpt man über einen Tonzylinder mit verhältnismäßig schweren Luftmolekülen (O2, N2) einen Behälter mit sehr leichten Molekülen (z.B. Wasserstoff oder Helium), so diffundieren die leichten Moleküle schneller ins Innere des Tonzylinders. Es entsteht dort ein Überdruck, den man mit einem U-Rohr-Manometer messen kann. Nach einer gewissen Zeit diffundieren aber auch die Luftmoleküle nach außen und es stellt sich wieder Druckgleichgewicht ein.
Analog verhält es sich, wenn man in das äußere Gefäß schwerere Gasmoleküle (CO2) bringt. (siehe rechts!)

zum Versuch mit Helium

zum Versuch mit CO2

 

Diffusion zur Trennung leichter und schwerer Gase

Dies macht man sich beim Trennen von leichten und schweren Gasteilchen zu Nutze.
Lässt man gleich viele leichte (roten) und schwere (blauen) Gasteilchen durch eine Diffusionszelle strömen, so gelangen mehr leichte Teilchen durch die poröse Membran, so dass am oberen und unteren Auslass das Gas einen größeren Anteil an leichten Teilchen hat, hingegen am mittlere Auslass einen größeren Anteil an schweren Teilchen.