Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
DIFFUSIONE
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vaso in cui è maggiore la differenza fra le densità dei due fluidi in presenza.
Questi fatti sono conosciuti, in massima, da gran tempo. Gli studii invece del modo di compoi tarsi dei gas, quand'essi sono separati da diaframmi, non datano che dal 1863. Graham aveva preso un lungo tubo di vetro allargantesi ad un'estremità ; aveva chiusa quest'estremità con un turacciolo di stucco; poi, riempiuto il tubo di gas idrogeno, ne aveva immerso nell'acqua l'estremità aperta. Tutto il liquido si alzò di alcuni decimetri nel tubo, come se in questo fosse stato fatto un vuoto parziale. Si chiuda un vaso poroso da pila con un turacciolo stuccato, si adattino al turacciolo due tubi, di cui uno sia di vetro, lungo, verticale, e peschi in un vaso di acqua, e l'altro sia munito di un robinetto, e comunichi con una condotta di gas luce, o con un gasometro contenente dell'idrogeno. Tolta, per un momento, l'estremità del tubo di vetro dal liquido in cui s'immerge, ed aperto il robinetto che dà accesso al gas, si lasci passare questo attraverso il vaso poroso finché, scacciatane tutta l'aria, si giudichi che tutto l'apparecchio è pieno d'idrogeno. Si immerga allora di nuovo il tubo di vetro nell'acqua, poi si chiuda il robinetto ; immediatamente si vede l'acqua salire nel tubo a grande altezza, come se la chiusura del robinetto avesse prodotto un'aspirazione. Due piccoli bicchieri siano chiusi con una membrana di caoutchouc, e contengano l'uno dell'aria, l'altro dell'idrogeno. Quello che contiene dell'aria sia coperto da una campana contenente del gas idrogeno, e quello eh' è pieno d'idrogeno sia coperto da una campana che non contiene che aria. Dopo qualche tempo, la membrana che chiude il vaso pieno d'aria si sarà gonfiata, attestando un forte aumento della pressione nell'interno del bicchiere ; la membrana che chiude il vaso pieno di idrogeno si sarà invece depressa, come se nell'interno si fosse fatto il vuoto. Un fatto che svaria-tissime esperienze hanno posto fuori d'ogni dubbio è la causa di tutti questi fenomeni, ed è che : quando due gas diversi, inetti ad agire ira loro chimicamente, sono separati da un diaframma poroso, essi si mescolano attraversando il diaframma in sensi opposti. Ma non passano entrambi attraverso il diaframma in quantità eguali; sibbene i gas meno densi passano in quantità maggiore (misurata in volume) che ipiù densi. Così, nel tubo di Graham entra l'aria atmosferica pei pori del turacciolo di stucco, e ne esce l'idrogeno ; ma quest'ultimo gas essendo meno denso, passa più rapidamente, la quantità di gas contenuta nel tubo diminuisce, diminuisce perciò la pressione, e l'acqua sale nel tubo. Nell'esperienza fatta col vaso poroso da pila, l'acqua non sale finché, essendo aperto il robinetto, la pressione nell' interno non può farsi minore di quella che regna nella condotta di gas luce o nel gasometro ; ma appena rotta la comunicazione tra questo ed il vaso, il gas idrogeno od il carburo d'idrogeno uscendo dal vaso attraverso i suoi pori più rapidamente che non vi entri l'aria ambiente, si fa nell'apparecchio un vuoto, conseguenza del quale è l'ascesa dell'acqua nel tubo. E cosi, nell'ultima esperienza citata si produce un aumento di pressione, e la membrana si fa convessa nel caso incui il gas contenuto nel vaso è più denso di quello ambiente contenuto nella campana ; succede invece una diminuzione di pressione e quindi una depressione della membrana quando il gas meno denso è all'interno, il più denso al di fuori.
Nei casi in cui la membrana o il diaframma poroso non esercitano azioni assorbenti sensibili sui gas studiati, nè sono imbevuti di liquidi nei quali i gas sieno solubili, una legge semplicissima regola i fenomeni di diffusione e d'endosmosi gasosa accennati : Il volume di diffusione di un gas varia in ragione inversa della radice quadrata della sua densità. Ne consegue che i quadrati dei tempi di uguale diffusione in differenti gas sono proporzionali ai loro pesi specifici. Ecco diffatti i risultati ottenuti da Graham per mezzo del semplice tubo di diffusione, di cui abbiamo parlato :
OuIdrogeno .....
Gas delle paludi . . Vapore acqueo . . . Ossido di carbonio. .
Azoto......
Gas esilarante . . . Ossido nitrico . . .
Ossigeno.....
Idrogeno solforato . . Ossido nitroso . . . Acido carbonico-anidro Acido solforoso-anidroDentiti
•8
0,0692 0,2632 3,7994 3,83 0,5590 0,7476! 1.32751 1,344 0,6235 0,78961 1,2664! 0,9678 0,98371 l,0l65j 1,0149 0,9713 0,9856 l,0147j 1,0143 0,9780 0,9889 1,0112 1,0191 1,0390 1,0196' 0,9808' 1,1056 1,0515' 0.9510 0,9+87 1,1912 1,0914, 0,9162 0,95 1,5270 1,23571 0,8092, 0,82 1,5290 1,2365 0,8087 0,812 2,2170 1,49911 0,6671,0,68
Il rapporto fra le velocità di diffusione si mantiene sempre lo stesso anche quando i due gas si trovano mescolati ad altri gas con cui non esercitano azioni chimiche. Talché i numeri che esprimono queste velocità si potrebbero considerare come costanti specifiche delle diverse sostanze cui possono servire a caratterizzare, ed anche, come si dirà, ad analizzare.
II. Spiegazione teorica. — I fenomeni di diffusione costituiscono una delle più concludenti conferme delle idee che sulla costituzione gasosa si fanno oggidì i fisici. Le teorie della termodinamica hanno oggidì richiamata in vita e completata un'ipotesi di cui Giovanni Bernoulli avea dato la prima idea nella sua Idrodinamica. Quest'ipotesi fu riammessa dapprima da Kronig nel 1856; e d'alloia in poi molti fisici, e sopra tutti Clausius, le diedero grandi sviluppi. Si ammette che le molecole d'un corpo allo stato gasoso non hanno azione sensibile le une sulle altre, il che non è che una conseguenza dell'esperienza colla quale Joule dimostrò che il lavoro interno nei gas è nullo. Invece di supporre che le molecole dei gas oscillino attorno alle loro posizioni d'equilibrio, come nei corpi solidi, si ammette che essi sono animati da movimenti di traslazione rapidissimi in tutte le direzioni, movimenti rettilinei ed uniformi. Le molecole di un gas sono in generale a distanze tali le une dalle altre, che le forze molecolari sono trascurabili, eccetto negl'intervalli di tempo, relativamente brevissimi, durante i quali nel loro cammino due molecole passano vicinissimer /-v ^-v /x i
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Graham Graham Acido Giovanni Bernoulli Idrodinamica Kronig Clausius Joule Graham Acido
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