In een afgesloten ruimte plaats ik een bakje met water en een met alcohol. Zullen de bakjes (verdamping en diffusie) gelijke mengsels gaan bevatten?

Als je de vraag zo stelt, nee, want er zijn omstandigheden denkbaar twee stofjes in een gesloten systeem welke in aparte bakjes zitten niet met elkaar gaan vermengen.

Als de temperatuur hoog genoeg is en de druk laag genoeg, dan er een kans als je lang genoeg wacht dat gelijke mengsels gaan ontstaan.

Het grootste uitdaging zit in verschil in verdampingstemperatuur tussen alcohol en water. En dat alcohol en water alleen in de gas fase ideaal met elkaar vermengen.

Alcohol en water in de vast fase zullen in de bakjes blijven, in de vloeistoffase blijven ze ook in de pakjes. In de gasfase spreek je niet over bakjes.

Om te vermengen dienen de twee stoffen in de zelfde fase te zijn. Dus beide vloeibaar of beide gas vorming en in dezelfde ruimte. Dus in het zelfde bakje.

Er is een tussen fase waarin het gelijk tijdig vloeibaar en gasvorming is, maar die fase is voor water en alcohol bij andere druk en temperatuur.

Alleen als de druk en temperatuur gaat veranderen, dan wel. Dus je laat het geheel eerst verdampen, dan mengt het in de gasfase, daarna laat je het weer vloeibaar worden. Dan zal er een gedeelte weer terug zitten in de bakjes en die mengels zullen gelijkwaardig zijn. Maar dat was de vraag niet.

Kortom alleen in speciale omstandigheden en als je de natuur helpt.

Ja, als je heel heel lang wacht en op voorwaarde dat beide bakjes dezelfde temperatuur hebben.

Water verdampt uit het ene bakje bij een bepaalde temperatuur aan een bepaalde snelheid. Zolang de temperatuur gelijk blijft zal de verdampingssnelheid niet wijzigen.

Hetzelfde geldt voor de alcohol in het andere bakje.

Vanuit de gasfase zullen zowel watermoleculen als alcoholmoleculen overgaan naar de vloeistoffase in beide bakjes. De snelheid waar dit mee gebeurt is in tegenstelling tot de verdampingssnelheid echter niet alleen afhankelijk van de temperatuur maar ook van de concentratie in de gasfase.

Aangezien in het bakje water geen alcohol zit kan hier ook geen alcohol uit verdampen. Aangezien in de atmosfeer wel verdampte alcohol uit het andere bakje zit kan er wel alcohol geabsorbeerd worden. Er zal dus netto alcohol in het water worden opgenomen.

Het omgekeerde geldt voor water dat toeneemt in het andere bakje.

Hierdoor ga je in beide bakjes over van een zuivere stof naar een mengsel en dit zorgt voor een belangrijke verandering: want wanneer je over een mengsel spreekt kan je ook over een concentratie spreken en de verdampingssnelheid zal niet alleen nog afhankelijk zijn van de temperatuur maar ook van deze concentratie.

Dus in het bakje met water zal de alcoholconcentratie stijgen waardoor de snelheid waarmee er alcohol uit het water verdampt zal toenemen.

Het omgekeerde geldt opnieuw voor het andere bakje.

Op een bepaald moment zullen de snelheden waarmee beide stoffen verdampen en condenseren gelijk zijn waardoor er netto niets meer veranderd. Met andere woorden: het systeem heeft een evenwicht bereikt.

Aangezien beide bakjes staan blootgesteld aan dezelfde gasfase zal de snelheid waarmee beide bakjes water en alcohol opnemen identiek zijn. Logisch gevolg zal zijn dat de snelheid waarmee uit beide bakjes water en alcohol verdampen ook identiek zal moeten zijn.

En opnieuw een logisch gevolg hiervan is dat wanneer de bakjes een gelijke temperatuur hebben ook de concentratie in beide mengsels van beide stoffen gelijk zal moeten zijn (geworden).

Dus ja, beide bakjes zullen hetzelfde mengsel bevatten wanneer zij blootgesteld staan aan dezelfde gasfase, tijd genoeg hebben gekregen om een evenwicht te bereiken en dezelfde temperatuur hebben.

Van zodra de temperatuur verschilt zullen de verdampingssnelheden wijzigen. Met als gevolg dat de concentraties zullen (moeten) wijzigen om dit verschil te compenseren en de snelheden weer gelijk te brengen.

Ja, op den duur zullen beide bakjes hetzelfde mengsel bevatten maar zal het bakje met oorspronkelijk water veel meer vloeistof mengsel (oplossing)gaan bevatten dan het bakje met oorspronkelijk alcohol.
Houd met dit laatste rekening, zouden de bakjes redelijk gevuld zijn dan zou op den duur het bakje met oorspronkelijk water overstromen!
Zijn de bakjes half gevuld , dan geldt mijn oorspronkelijke antwoord.