滲透壓 osmotic pressure
定義:當純水和鹽水溶液被半透膜隔開時,純水會自發(fā)流向溶液側,當施加在溶液側的壓力正好使純水停止向溶液側流動時,這壓力就是該溶液在該濃度下的滲透壓。
學科:海洋科學技術_海洋技術_海水資源開發(fā)技術
相關名詞:半透膜 溶液
圖片來源:視覺中國
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將蔬菜泡在鹽水里,蔬菜中的水分就會被析出來。為什么會這樣?這是因為蔬菜里的水分與周圍的鹽水之間產生了壓力而形成的,這就是滲透壓。在滲透壓的作用下,水分就從蔬菜里被析出了。
之所以能產生滲透壓,其關鍵是只能讓水透過的薄膜的存在。在蔬菜以及所有生物中,包裹著細胞的細胞膜大多具有讓溶解在水里的物質幾乎不能通過的特殊性質。這種只有水能夠隨意通過的薄膜就是半透膜。
用作透明膠帶的玻璃紙也是半透膜,我們可以用玻璃紙等半透膜在底部隔開一U形容器,在其中灌入適當的淡水。開始兩側水位是相同的,在一側水中溶入鹽后,結果能看到淡水通過薄膜流向鹽水一側,而鹽水卻不會流到淡水一側,結果鹽水一側水位升高了。
圖片來源:《科學世界》
想要了解這個結構,我們需要將半透膜放大來看。半透膜上面布滿了勉強讓水分子逐個通過的小孔。而當鹽(NaCl)溶于水中時,便被電離為鈉離子(Na)及氯離子(Cl)。這些離子都帶有靜電,因此能夠吸引周圍的水分子,形成水合物。由于水合物大于半透膜上的微小孔洞,因此無法通過孔洞,半透膜發(fā)揮著能夠讓部分分子通過的濾網作用。
半透膜的結構是產生滲透壓的主要原因。由于液體中的分子在不斷地運動,水分子常常會隨機穿過孔洞。但鹽水阻礙了水合物中水的流動,于是通過孔洞流向另一側的水分子的數量相比淡水而言少了很多。也就是說,從淡水側流向鹽水側的水分子變多了,即淡水與鹽水之間產生了壓力差,這就是滲透壓的原理。
目前,海水淡化工業(yè)主要使用滲透膜將海水轉化為淡水,由于這一過程與常規(guī)的滲透相反,因此稱為反滲透技術。為了克服滲透壓需要對海水加壓,這一過程需要消耗大量能量,反滲透也用在污水處理和家庭凈水器中。
從水龍頭里流出的自來水進到眼睛里會有疼痛感,這也是滲透壓導致的。低滲透壓的水進入了眼睛的細胞里,讓細胞發(fā)生膨脹。為了消除疼痛感,眼藥水的滲透壓調節(jié)為與體液幾乎相同的水平,以降低不適感。
責任編輯:賀治瑞