Resapan (diffusion) ialah pergerakan bersih zarah dari kawasan yang lebih pekat ke kawasan yang kurang pekat, akibat gerakan rawak zarah. Ia muncul dalam soalan tentang gas, cecair dan bahan terlarut, dan ia antara tempat pertama anda diminta menerangkan perubahan menggunakan zarah.
Pelajaran ini sebahagian daripada modul model zarah dan perubahan keadaan. Idea ini kembali apabila anda mempelajari kadar tindak balas dan pengasingan.
Bagaimanakah gerakan zarah menghasilkan resapan?
Mulakan dengan model zarah. Zarah dalam gas atau cecair sentiasa bergerak, dan gerakannya rawak, jadi setiap zarah bertukar arah selepas berlanggar.
Bayangkan bau dilepaskan di satu hujung bilik. Berhampiran punca, zarah sesak. Di tempat jauh, hampir tiada zarah.
Zarah bergerak ke semua arah, termasuk ke arah punca.
Namun kerana zarah jauh lebih banyak berhampiran punca, lebih banyak yang meninggalkannya daripada yang kembali. Hasilnya ialah pergerakan bersih menjauhi kawasan sesak.
Tiada zarah yang “cuba” pergi ke mana-mana, dan tiada daya yang menolaknya. Penyebaran ialah keputusan statistik bagi gerakan rawak.
Apakah yang mengubah kelajuan resapan?
Dua faktor penting pada peringkat ini.
Suhu. Zarah pada suhu lebih tinggi mempunyai tenaga kinetik lebih banyak, jadi ia bergerak lebih laju. Zarah yang lebih laju merebak lebih cepat.
Jisim zarah. Pada suhu yang sama, zarah yang lebih ringan bergerak lebih laju daripada yang lebih berat. Maka gas yang terdiri daripada zarah lebih ringan meresap lebih cepat.
Resapan paling cepat dalam gas, lebih perlahan dalam cecair dan sangat perlahan dalam pepejal. Dalam gas, zarah berjauhan dan bebas bergerak. Dalam cecair, zarah rapat dan sentiasa berlanggar dengan jiran.
Anda boleh membina jawapan mengikut langkah.
- Nyatakan zarah sentiasa bergerak secara rawak.
- Nyatakan di mana zarah lebih sesak dan di mana kurang sesak.
- Nyatakan lebih banyak zarah bergerak keluar dari kawasan sesak daripada yang masuk, maka ada pergerakan bersih.
- Jika soalan menyebut kelajuan, kaitkan dengan suhu atau jisim zarah.
Contoh berlangkah
Seorang guru menitiskan setitik pewarna ke dalam dua bikar air yang sama dalam semua aspek lain. Satu bikar sejuk dan satu lagi suam. Cerapan di bawah direka untuk latihan sahaja.
| Bikar | Suhu air | Masa warna sampai ke seluruh bikar |
|---|---|---|
| A | 10 °C | 90 s |
| B | 40 °C | 35 s |
Soalan: Terangkan perbezaan itu menggunakan zarah.
Langkah 1, nyatakan apa itu resapan di sini. Zarah pewarna dan zarah air bergerak secara rawak. Zarah pewarna lebih banyak di tempat titisan jatuh, maka ada pergerakan bersih zarah pewarna ke seluruh air.
Langkah 2, kaitkan dengan pemboleh ubah. Dalam bikar B, zarah mempunyai tenaga kinetik lebih banyak, jadi ia bergerak lebih laju.
Langkah 3, kaitkan dengan hasil. Zarah yang lebih laju berlanggar dan merebak lebih cepat, maka warna sampai ke seluruh bikar dalam masa lebih singkat, iaitu 35 s berbanding 90 s.
Perhatikan bahawa jawapan ini menyebut zarah, gerakan rawak, pergerakan bersih dan punca perbezaan. Jawapan “air suam meresap lebih cepat” hanyalah pemerhatian, bukan penerangan.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan lazim ialah menyatakan zarah berhenti bergerak apabila warna sudah sekata.
Jawapan yang salah: “Resapan berhenti apabila pewarna sudah sekata kerana zarah berhenti bergerak.”
Zarah terus bergerak sepanjang masa. Yang berhenti ialah pergerakan bersih. Betulkan kepada: “Zarah terus bergerak secara rawak, tetapi bilangan yang bergerak ke setiap arah adalah sama, maka tiada perubahan keseluruhan pada kepekatan.”
Kesilapan kedua ialah menulis zarah bergerak “kerana ada perbezaan kepekatan” tanpa menyebut gerakan. Perbezaan kepekatan menentukan arah pergerakan bersih. Puncanya ialah gerakan rawak zarah.
Semak kendiri
Jawab di atas kertas dahulu, kemudian buka setiap jawapan.
1. Balang gas berwarna dibuka di bawah balang berisi udara. Terangkan mengapa warna perlahan-lahan merebak ke atas.
Tunjukkan jawapan
Zarah gas sentiasa bergerak secara rawak. Zarah lebih banyak di bahagian bawah, maka lebih banyak bergerak ke atas daripada ke bawah. Ini ialah pergerakan bersih dari kepekatan tinggi ke rendah sehingga warna sekata.
2. Dua gas berada pada suhu yang sama. Gas P mempunyai zarah lebih ringan daripada gas Q. Gas mana sampai ke dinding jauh dahulu, dan mengapa?
Tunjukkan jawapan
Gas P. Pada suhu yang sama, zarah mempunyai tenaga kinetik purata yang sama, jadi zarah yang lebih ringan bergerak lebih laju dan merebak lebih cepat.
3. Betul atau salah: “Zarah dalam pepejal tidak pernah meresap.” Beri sebab.
Tunjukkan jawapan
Salah, jika dikaji dengan tepat. Resapan dalam pepejal sangat perlahan kerana zarah padat dan kebanyakannya bergetar di tempat. Pada peringkat ini, cukup dinyatakan bahawa resapan jauh lebih perlahan dalam pepejal berbanding cecair atau gas.
Ke mana selepas ini?
Pelajaran seterusnya ialah membezakan pendidihan daripada penyejatan, yang menggunakan gerakan zarah dalam cecair. Apabila sudah bersedia, uji diri dengan latihan campuran zarah.
Ramai pelajar boleh menulis takrifan resapan tetapi kehilangan markah apabila soalan meminta sebab. Guru boleh melatih anda menulis sebab langkah demi langkah dalam tuisyen Kimia dalam talian satu dengan satu.