Awal gerak Brown

Pada tahun 1827, ahli botani Inggris Robert Brown dapat menggunakan mikroskopnya untuk mengamati pergerakan serbuk sari yang menarik (yang menyebabkan pergerakan) pasti hidup. Namun, ketika dia mengganti serbuk sari tersebut dengan serbuk sari mati lainnya, dia menemukan gerakan yang persis sama.

Dari penelitian tersebut, Brown mempelajari beberapa fakta menarik terkait sifat gerak partikel dalam fluida yang dipelajarinya, antara lain:

1. Pergerakan partikel tidak pernah berhenti
2. Pergerakan partikel tidak bergantung pada sifat di dalam/di luar media penyimpanan
3. Semua partikel bergerak secara acak, dan bahkan dua partikel yang sangat dekat tampak tidak bergantung satu sama lain
4. Pergerakan yang muncul lebih aktif ketika ukuran partikel lebih kecil, suhu lebih tinggi, atau cairan penyimpan sangat encer
   Masalahnya, meskipun Brown dapat menemukan faktor-faktor penting yang mempengaruhi gerak partikel-partikel ini, dia tidak dapat memahami apa yang menyebabkan partikel tersebut berperilaku seperti yang dia amati.

Definisi Gerak Brown

Selain sifat optik (seperti efek Tyndall), sistem koloid juga memiliki sifat kinetik. Sifat kinetik ini dapat muncul karena disebabkan oleh gerak termal dan gravitasi.

Gerak Brown berhubungan dengan efek Tyndall karena menjelaskan mengapa koloid menghamburkan cahaya. Misalnya, ketika seberkas cahaya difokuskan pada dispersi koloid yang dilihat melalui mikroskop berkekuatan tinggi (ultramikroskop), partikel koloid muncul sebagai partikel kecil yang memantulkan cahaya dan bergerak secara acak.

Gerakannya mungkin acak karena tumbukan partikel koloid yang tidak teratur atau tidak seimbang yang terdispersi dengan media pendispersi. Tumbukan antar partikel terjadi secara acak dan terjadi ke segala arah. Dalam kasus koloid dengan media pendispersi cair atau gas, pergerakan partikel menyebabkan tumbukan dengan partikel itu sendiri.

Gerak Brown dalam sistem koloid menyebabkan distribusi seragam partikel koloid dalam medium dispersi. Partikel koloid bergerak dengan kecepatan berbeda. Gerak partikel selalu lurus dan pecah ketika bertabrakan dengan partikel lain. Sehingga terjadi tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel dan kecepatannya, sehingga terjadi gerak zigzag (gerak Brown). Kita dapat mengamati peristiwa ini dengan ultramikroskop.

Gerakan ini dapat diamati dalam cairan atau gas koloid. Di luar angkasa, pergerakan partikel gas (mirip dengan cairan) bergerak bebas dan tidak beraturan, dengan kata lain partikel gas bergerak dengan kecepatan yang berbeda-beda. Saat partikel gas bertabrakan dengan partikel gas lain atau menabrak dinding ruangan, kecepatan dan arah vektor juga berubah. Distribusi kecepatan ini dapat dirumuskan sebagai distribusi kecepatan Maxwell, yang menunjukkan bahwa kecepatan partikel bergantung pada suhu ruangan dan lingkungan.

Kecepatan gerak rata-rata molekul di udara adalah 500 m/s atau 1800 km/jam. Kecepatan ini melebihi kecepatan gelombang suara, yaitu 330 m/s. Energi partikel gas ideal juga tergantung pada suhu udara.

Teori gas kinetik memberikan hubungan proporsional antara energi kinetik rata-rata dan suhu gas:

Faktor-faktor yang mempengaruhi gerak Brown

1. Temperatur (T): semakin tinggi susu dalam sistem koloid, semakin besar energi kinetik partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerakan Brown partikel fase terdispersi dipercepat. Sebaliknya, semakin rendah suhu sistem koloid, semakin lambat gerak Brown.
   
2. Partikel (α): Semakin kecil partikel koloid, semakin cepat gerak Brown. Sebaliknya, semakin besar ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown. Ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam padatan (suspensi).
   
3. Viskositas (η): Semakin rendah viskositas, semakin cepat gerak Brown. Sebaliknya, semakin tinggi viskositas, semakin lambat gerak Brown.

Contoh gerak Brown dalam kehidupan sehari-hari

Gerak Brown yang paling mudah dipahami terjadi pada susu. Jika susu didiamkan beberapa saat, tidak akan ditemukan endapan.

Demikian artikel Duniadunia.co.id tentang Gerak Brown: Pengertian, Faktor Pengaruh, Contoh dan Permulaannya, semoga artikel ini bermanfaat untuk sobat semua.