Qual è la differenza tra diffusione ed effusione?

Quando un volume di gas viene rilasciato da un'area più piccola a un'altra area più grande con meno pressione, il gas si diffonde o fuoriesce nel contenitore. La differenza principale tra diffusione ed effusione è la barriera, che filtra il gas mentre si muove tra i due volumi.

La barriera è la chiave

L'effusione si verifica quando una barriera con uno o più piccoli fori impedisce l'espansione del gas nel nuovo volume a meno che una molecola di gas non attraversi il foro. Il termine "piccolo" si riferisce a fori con diametri inferiori al percorso libero medio delle molecole di gas. Il percorso libero medio è la distanza media percorsa da una singola molecola di gas prima che si scontri con un'altra molecola di gas.

La diffusione si verifica quando i fori in una barriera sono più grandi del percorso libero medio di un gas. Se non esiste alcuna barriera, considerare una "barriera" con un foro grande abbastanza grande da coprire il confine tra i due volumi.

Pratico promemoria: piccoli fori = effusione, grandi fori = diffusione

Che è più veloce?

L'effusione in genere trasporta le particelle più rapidamente perché non devono muoversi attorno ad altre particelle per raggiungere la loro destinazione. In sostanza, la pressione negativa provoca movimenti rapidi. 

In assenza dello stesso livello di pressione negativa, la velocità con cui si verifica la diffusione è limitata dalla dimensione e dall'energia cinetica delle altre particelle nella soluzione, oltre al gradiente di concentrazione.