Teoría cinética de la materia. : Movimiento Browniano

Imaginemos a ese cuadrado como

un recipiente lleno de agua, el cual

presenta partículas de polen, las cuales se

encuentran en constante movimiento.

En 1827, el botánico británico Robert Brown observó con un microscopio las partículas de polen que había suspendido en agua, las cuales mostraban un movimiento constante y aleatorio, como si se las estuviera empujando.

No había ninguna razón para creer que los granos de polen tuvieran algún poder oculto que les hiciera moverse en el agua.

Brown encontró también que cualquier cosa con un mismo tamaño, ya fuera orgánica o inorgánica, mostraría el mismo comportamiento. Por lo tanto concluyó que la “danza” de los granos de polen era algo relacionado con el agua.

Resultado de imagen para experimento de robert brown POLEN

Dicho comportamiento se debe al MOVIMIENTO BROWNIANO, el cual es un movimiento aleatorio que presentan las partículas que integran un FLUIDO (líquido o gas), como resultado de una excitación térmica, es decir, de una ganancia de calor; la cuál proporciona Energía Cinética a dichas partículas de determinado fluido, para que estás choquen entre si, así como con las paredes del recipiente que las contiene.

Al ser un movimiento aleatorio, las moléculas de dicho fluido siguen una trayectoria tortuosa, es decir, que siguen un camino con varias vueltas en diferentes direcciones.

Con lo que el movimiento que presentan los granos de polen no se debe a la colisión entre una molécula de agua y una de polen, ya que esto requeriría que las moléculas de agua fueran muchísimo más grandes. Pero si cada pequeño movimiento de un grano de polen es el resultado de que muchas moléculas colisionen con él. En un tiempo dado, el efecto acumulado de estas colisiones se desequilibrará en una dirección, empujando al grano en esa dirección. En un instante posterior, las colisiones se desequilibrarán en otra dirección aleatoria, y así sucesivamente.

Representación del Movimiento
Browniano de una partícula de
polen en agua.

Representación del Movimiento
Browniano de varías partículas
de polen en agua.

A través de dicho movimiento que presentan las moléculas de un fluido, se puede visualizar de una mejor forma el proceso de DIFUSIÓN en un:

Gas: Al poner en contacto dos gases distintos, las partículas de uno de ellos se esparcirá por la región ocupada por las moléculas del otro gas, colisionándose y moviéndose aleatoriamente; mezclándose rápidamente, a una velocidad que es mayor cuanto menor sea la masa de las partículas que constituyen los gases y mayor sea la temperatura.

No es necesario un cuerpo por el que difundirse, ya que se difunde también por el vacío.

Difusión de un gas al aire libre (vacío)

Líquido: Cuando se mezclan dos líquidos, las moléculas de uno de ellos se difunde en todas las moléculas del otro liquido a una menor velocidad que cuando se mezclan dos gases. Esto debido a que las moléculas en ambos líquidos están tan cercas, cada molécula sufre miles de millones de choques (constantes interrupciones en sus trayectorias) antes de alejarse y así poder difundirse.

La difusión de dos líquidos se puede observarse dejando caer una pequeña cantidad de tinta en un poco de agua.

Resultado de imagen para difusiÃ³n en gases

Al agregar un poco de tinta en agua, está se
difundirá muy lentamente.

Para mayor información sobre este proceso de difusión consulta el siguiente vídeo:

Dicho movimiento no está presente en los Sólidos, ya que las moléculas de estos se encuentran muy pegadas las unas con las otra, por las grandes fuerzas de cohesión entre ellas lo que hace que estás tengan un movimiento vibratorio que no presenta ninguna dirección.