1-2-5渗透装置实验
RO反渗透装置
反渗透装置（简称RO装置）在除盐系统中属关键设备，装置利用膜分离技术除去水中大部份离子、SiO2等，大幅降低TDS、减轻后续除盐设备的运行负荷。
RO是将原水中的一部分沿与膜垂直的方向通过膜，水中的盐类和胶体物质将在膜表面浓缩，剩余一部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走，在运行过程中自清洗。
膜元件的水通量越大，回收率越高则其膜表面浓缩的程度越高，由于浓缩作用，膜表面处的物质溶度与主体水流中物质浓度不同，产生浓差极化现象。
浓差极化会使膜表面盐的浓度高，增大膜的渗透压，引起盐透过率增大，和为提高给水的压力而需要多消耗能量，此时应采用清洗的方法进行恢复。
二、结构形式：反渗透装置由复合膜元件、玻璃钢压力容器、碳钢滑架和仪表控制柜组成。
仪表控制柜装备电导、流量、压力等各种仪表，便于用户随时检测和实现装置运行自动化。
三、性能参数表:1、性能参数表注：实际脱盐率视原水含盐量大小及具体水质而有所变化。
2、进水水质指标：为了保证反渗透装置安全正常的运行，进装置的原水进行适当处理和调整以达到下列指示：四、装置安装：反渗透装置的安装必须按下列条件执行：1.装置运到现场后，应放置于室内，周围环境温度最低不得低于5℃,最高不得高于38℃。
当温度高于35℃时，应加强通风措施。
2.装置到达后，应在一个月内安装完毕，并应立即进行通水试车运行。
3.装置在未进行通水试车之前，任何阀门均不得开启，以免保护溶液流出，致使元件损坏。
4.装置就位后，应调整装置支承点，使组件处于基本水平的位置，且与基础接触可靠。
5.装置与供水泵相接的管路及阀门在连接之前应进行脱脂处理，供水泵过流部份也应进行脱脂处理。
6.装置的产水输出管最大输出高度应小于8米。
注：2、3点仅针对RO装置内已安装膜元件的装置。
五、调试步骤：1.对装置的进水进行分析、测试，结果表明符合进水要求，方可进行装置通水调试。
2.对供水泵的压力控制,水质自动监测系统进行调整。
3.检查装置所有管道之间连接是否完善、压力表是否齐全、低压管道连接处是否紧密，有否短缺。
2-5岩石渗透率
lnRe Rw lnRe Rw lnR K w n lnR2 R1 lnRe R2 1 R ln Ri Ri 1 K K1 K2 K3 Ki i 1
第五节 油藏岩石的渗透性
第五节
油藏岩石的渗透性
若各层流体性质相同,由达西公式：
KbhP1 P2 K1bh1 P1 P2 K 2bh2 P1 P2 K 3bh3 P1 P2 L L L L
K1h1 K 2 h2 K 3h3 K h
K h
i 1 n i
第五节
油藏岩石的渗透性
在孔道中心的液体分子比靠近孔道 液 壁表面的分子流速要高；而且,越靠 体 近孔道壁表面,分子流速越低；
气 靠近孔壁表面的气体分子与孔道中 体 心的分子流速几乎没有什么差别。
气体滑动效应示意图
a-孔道中的液体流动； b-同一孔道中气体流动
滑动效应 或 Klinkenberg效应
n
i
h
i 1
i
纵向非均质储层平面线性渗流 平均渗透率计算公式
第五节 油藏岩石的渗透性
（2）平面径向渗流
若地层厚度、流体流量、流体性质等 与平面线性流相同,驱动压差为Pe-Pw, Re、 Rw分别为供给边缘半径和井筒半径。 由径向流达西公式知：
2KhPe Pw Q lnre rw
K h
i 1 n i
n
i
h
i 1
i
第五节
油藏岩石的渗透性
2.横向非均质储层
（1）平面线性渗流
设地层横向不均匀,有三个不同渗 透率地层带。
由模型知： Q=Q1=Q2=Q3 各层流量相等： h=h1=h2=h3 各层厚度相等： 地层总长为各层长度之和： L=L1+L2+L3 各层渗透率分别为K1,K2,K3； 各层长度分别为L1,L2,L3； 压差为：Pe-Pw=ΔP=ΔP1+ΔP2+ΔP3 ；
双环渗水试验
双环渗水试验作业指导地下水勘查项目部二〇一四年九月目录、实验目的和意义双环法试验是野外测定包气带非饱和松散岩层的渗透系数的常用的简易方法，试验的结果更接近实际情况。
利用这个试验，主要为研究区域性水均衡、水库、灌区、渠道渗漏量、山前地区地表水渗入量等进行的。
二、实验原理在一定的水文地质边界以内，向地表松散岩层进行注水，使渗入的水量达到稳定，即单位时间的渗入水量近似相等时，再利用达西定律的原理求出渗透系数（K）值。
三、实验仪器渗水双环（两个高约50cm，直径分别为和的铁环）、两套带有刻度的供水桶、胶带、橡皮管, 止水夹、铁锹、尺子、及若干要填在试环底部的小砾石。
图3-1 双环试验剖面示意图照片3-1 双环试验野外示意图四、实验步骤1、确定试点, 开挖试坑。
确定试点有三个原则：○1 是代表性。
试点处的包气带岩层要能代表试区相当大范围内包气带岩层的情况；○2 是一致性，试点处包气带岩层的选择应与大目标一致，如本次实例是为了选择人工回灌点，所以选择包气带岩层渗透性能较好的部位进行试验。
○3 选择试验场地，最好在潜水埋藏深度大于5m的地方为好。
如果潜水埋深小于2m时，因渗透路径太短，测得的渗透系数不真实，就不要使用渗水试验。
试坑开挖：铲去表土，露出目标层，试坑深度应大于，试坑面积×左右，以消除包气带表层植被根系对试验的影响2、压入双环、铺砾、立标将双环同心压入试坑底部中央，原则上压入即可，实际中，将双环压入试层3-8cm。
铺砾的目的是防止注水时将环底的沙层冲起，试验中实际铺砾3-4cm。
立标的目的在于，定水头注水时，控制环底水层厚度，一般控制在10cm，需要说明的一点是，此处所言的“水层厚度”是包括环底铺砾厚度在内的。
3、定水头注水、观测记录以环底水标为准，保持标头刚好淹在水中，内外环同时定水头注水（随时保持内外环的水柱都保持在10cm的同一高度。
这样即可认为，内外环之间渗入的水主要消耗在侧向扩散上，内环渗入的水主要消耗在垂向渗透上，为准垂向一维渗流）。
实验5-通过模拟实验探究膜的透性
讨论：
较小的分子
1、什么样的分子能够通过脂双层？ 什么样的分子不能通过？
氧气、二氧化碳，氮气、苯等小 分子（苯还是脂溶性的）很容易 较大的有机分子 通过脂双层；
水、甘油、乙醇等较小的分子也 可以通过；
离子 合成的脂双层
氨基酸、葡萄糖等较大的有机分 子和带电荷的离子则不能通过合 成的脂双层。
（二）分析右图实验结果：（必修一P70“问题探讨”）
半透膜
①若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数
多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情
况相反，外观上表现为S1液面下降。 ②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍 大于S2。因为液面高的一侧形成的压强，会
阻止 溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
归纳提升
1.验证渗透作用发生条件的方法 (1)具有半透膜
能通过； ④__袋__外_液__体__变__蓝__，_袋__内__液__体__不_变__蓝__，__表__明_碘__不__能__通过，淀粉能
通过。
1.渗透作用 (1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过
知识梳理
的半扩透散膜过程。
(2)发生渗透作用的条件：一是具有
，二是半透膜两侧的溶
液具有
。
(3)常见渗透装置图分浓析度差
发生什么？
如果动物细胞吸水胀破
则说明细胞也能渗透吸
水、细胞膜相当
于
半。透膜
植物细胞的吸水和失水
类比学习
细胞液 1
原 液泡膜 2
?生 质
细胞质
3
层 细胞膜
4
细胞壁5 （全透性）
清水
细胞膜和液泡膜以及两
2024年新人教版高考生物一轮复习讲义 第2单元 第4课时 水进出细胞的原理
归纳 夯实必备知识
1.动物细胞的吸水和失水
细胞膜 细胞质
吸水膨胀 失水皱缩
动态平衡
2.成熟植物细胞的吸水和失水
全透
小
细胞质
液泡
半透膜 大
(1)当外界溶液浓度> 细胞液浓度 时，细胞失水，发生 质壁分离 现象。 (2)当外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞 吸水，失水的细胞发生_质__壁__分__ _离__复__原__现象。 (3)当外界溶液浓度 ＝ 细胞液浓度时，水分子进出平衡，细胞保持原态。 提醒 当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失 水，可能正在吸水，可能处于平衡状态，也可能已死亡。
2.如图甲、乙、丙分别表示细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示 意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题：
(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现哪幅图中的现象？并分析原因。 提示 会出现图甲所示的现象。将人的成熟红细胞放入清水中，由于发 生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水 分子，因此细胞吸水。
√D.所有植物细胞均可发生质壁分离
细胞壁具有全透性，所以质壁分离时细胞壁与原生质层之间充满了 外界溶液(蔗糖溶液)，A正确； 前2 min，细胞失水，细胞液的浓 度不断升高，所以吸水能力增强， B正确； c点发生植物细胞的质壁分离复原， 是由于溶质乙二醇进入细胞，使 细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，C正确； 活的有大液泡的植物细胞才能发生质壁分离，D错误。
3.渗透作用发生的条件 (1)具有 半透膜 。 (2)半透膜两侧的溶液存在 浓度差 。
拓展 提升科学思维
图A、图B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题： (1)图A中渗透达到平衡，半透膜两 侧 有 (填“有”或“没有”)水分子 的进出。 (2)图A中，若S1、S2中溶质不能通 过半透膜，则Δh不变时，S1、 S2溶液浓度的大小关系为S1 > S2(填“>”“<”或“＝”)。
水渗透试验
水渗透试验1. 介绍水渗透试验是一种常见的实验方法，用于评估材料或结构对水的渗透性能。
它可以帮助我们了解材料或结构在不同压力下的渗透能力，为工程设计和材料选择提供参考依据。
本文将从实验原理、实验方法、实验结果及分析等方面对水渗透试验进行全面探讨。
2. 实验原理水渗透试验是基于达西定律（Darcy’s law）的原理进行的。
达西定律描述了流体在多孔介质中的流动规律，即流体流速与渗透压力的线性关系。
根据达西定律，水渗透试验可以通过测量流量和施加压力来评估材料或结构的渗透性能。
3. 实验方法3.1 实验设备水渗透试验需要以下设备： - 渗透装置：包括渗透池、渗透膜和渗透液槽。
- 压力控制装置：用于施加压力，通常为压力容器或压力泵。
- 流量计：用于测量流过渗透膜的水量。
3.2 实验步骤1.准备渗透池：将渗透膜正确安装在渗透池中，并保证密封性良好。
2.准备渗透液：根据实际需要选择适当的渗透液，例如水或盐水。
3.连接设备：将渗透池与压力控制装置和流量计连接。
4.施加压力：通过压力控制装置施加所需的压力，记录施加的压力值。
5.测量流量：打开流量计，记录流过渗透膜的水量。
6.记录数据：记录不同压力下的流量数据，以便后续分析。
3.3 实验注意事项•渗透膜的选择应根据需求进行合理选择，考虑到渗透速率、密封性等因素。
•施加压力时要小心操作，避免超过设备承受范围造成损坏或安全事故。
•流量计应事先校准，并保持正常运行状态。
•实验结束后，要进行设备清洁，并将实验数据整理保存。
4. 实验结果与分析4.1 数据处理将实验得到的流量数据与相应的压力数据进行整理，形成表格。
压力（MPa）流量（mL/s）0.1 0.50.2 0.80.3 1.20.4 1.50.5 1.84.2 渗透性能评估根据实验数据，可以绘制压力与流量的关系曲线。
根据达西定律，该曲线应为一条直线，且斜率表示材料或结构的渗透系数。
通过对数据进行线性回归分析，可以得到渗透系数的估计值。
达西渗流实验
达西渗流实验1实验目的（1） 通过稳定流条件下的渗流实验，进一步理解渗流基本定律——达西定律。
（2） 加深理解渗透流速、水力梯度、渗透系数之间的关系，并熟悉实验室测定渗透系数的方法。
2实验内容图1 达西仪装置图1—达西仪；2—进水开关；3—出水管；4—测压管；5仪器架（1） 了解达西实验装置。
（2） 根据达西公式I K LH k Q ωω=∆= 测定不同试样的渗透系数K 。
式中：Q —渗透流量；ω—过水断面面积；H ∆—上下游过水断面的水头差；L —渗透途径；I —水力梯度。
3实验仪器及用品（1）达西仪（图1），分别装有不同粒径的均质试样：1）砾石<粒径5—10mm>；a c b231 4 52)粗砂<粒径0.6—0.9mm>；3）砂砾混合<1）和2）的混合样>。
（2）秒表。
（3）量筒<100ml ，500ml 各一个>。
（4）直尺。
（5）方格纸<20*40cm>。
（6）计算器。
4实验步骤（1）测量仪器的几何侧参数分别测量过水断面面积（ω）、测压管a 、b 、c 的间距或渗透途径（L ）。
（2）调试仪器打开进水开关2，待水缓慢充满整个试样，且出水管有水流出，慢慢拧动开关2，调节进水量，使a 、c 两测压管读数之差最大。
同时注意打开排气口排尽试样中的气泡，使测压管a 、b 的水头与测压管b 、c 的水头差相等。
（3） 测定水头待a 、b 、c 三个测压管的水位稳定后，读出个测压管的水头值。
（4） 测定流量在进行步骤（3）的同时，利用秒表和量筒测量t 时间内水管流出水的体积，及时计算流量Q 。
连测两次，使流量的相对误差小于5%[相对误差()%1002/1212⨯+-=Q Q Q Q δ]，取平均值。
（5） 由大往小调节进水量，改变a 、b 、c 三个测压管的读数，重复步骤（3） 和（4）。
（6） 重复步骤（5）1到3次。
即完成3—5次实验，取的3—5组实验数据。
《专题一第三节渗透现象和渗透压》作业设计方案-中职化学高教版21医药卫生类
《渗透现象和渗透压》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业旨在加深学生对渗透现象和渗透压概念的理解，掌握相关实验操作技能，并能够运用所学知识分析实际问题。
通过作业的完成，培养学生的实验操作能力、观察能力和独立思考能力，以及增强学生对化学知识的实际应用能力。
二、作业内容本次作业主要包含以下几个部分：1. 理论知识学习：学生需仔细阅读教材中关于渗透现象和渗透压的理论部分，掌握渗透现象的定义、发生的条件以及渗透压的计算方法。
2. 实验操作：学生需在实验课中，亲自进行渗透现象的实验操作，包括制备半透膜、组装渗透装置、观察并记录实验现象等。
在实验过程中，学生需严格按照实验步骤操作，注意观察实验现象，并记录下实验数据。
3. 实验报告撰写：学生需根据实验过程和结果，撰写一份完整的实验报告。
报告中应包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据记录与处理、实验结果分析以及结论等部分。
在撰写过程中，学生需运用所学的理论知识，对实验现象和结果进行解释和分析。
4. 知识应用：学生需结合生活实际，运用所学的渗透现象和渗透压知识，分析生活中与渗透现象相关的实际问题，如植物吸水、动物细胞内外液体的交换等。
三、作业要求1. 理论知识学习要求：学生需认真阅读教材，理解并掌握渗透现象和渗透压的基本概念和原理。
2. 实验操作要求：学生在进行实验操作时，需严格按照实验步骤操作，注意观察实验现象，并准确记录实验数据。
3. 实验报告撰写要求：实验报告应内容完整、条理清晰、字迹工整。
在撰写过程中，学生应运用所学的理论知识，对实验现象和结果进行深入的分析和解释。
4. 知识应用要求：学生需结合生活实际，运用所学的知识分析实际问题，并能够用化学语言进行表述。
四、作业评价教师将对学生的作业进行全面的评价，包括理论知识的掌握程度、实验操作的规范性、实验报告的完整性以及知识应用的准确性等方面。
评价结果将作为学生平时成绩的一部分。
五、作业反馈教师将根据学生的作业情况，给予相应的反馈和建议。
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思考：可能的现
淀粉
碘液 象和结论是什么？
烧杯内 漏斗内 盛淀粉 盛碘液
变蓝 不变蓝 变蓝 不变蓝
不变蓝 变蓝 变蓝
不变蓝
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结论
碘能通过半透膜，而淀粉不能 淀粉能通过半透膜，而碘不能
淀粉和碘都能通过半透膜 淀粉和碘都不能通过半透膜
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➢2. 典例剖析
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半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图1)， 预测图2的实验结果(开始时漏斗内外液面相平)最 可能的是( )
2
A．图甲中水柱a将持续上升
B．图甲中水柱a将保持不变 淀请粉点不击能框通选过的半选透择膜项
C．图乙中水柱b将保持不变 葡萄糖能够通过半透膜
D．图乙中水柱b将先上升后下降
第二单元 细胞的基本结构与物质运输
渗透装置实验
➢ 1.热点透析 ➢ 2.典例剖析 ➢ 3.规律方法 ➢ 4.跟踪训练 ➢ 5.真题演练
➢1.热点透析
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1. 渗透装置实验的过程
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2. 渗透装置实验的应用
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第11页
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➢4.跟踪训练
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第12页
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结束放映
1．某同学设计了如图所示 的渗透作用实验装置， 实验开始时长颈漏斗内 外液面平齐，记为零液 面。实验开始后，长颈 漏斗内部液面的变化趋势为( )。
解析 长颈漏斗内为蔗糖溶液，实验开始后长颈漏斗内部 液面将上升，实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大， 液面上升速率较大。 答案 B
清水 葡萄糖
半透膜
解析 实验甲中液面持续上升，说明漏斗内溶液浓度始终 大于烧杯内,淀粉不能通过半透膜；乙中液面先上升后下降, 说明葡萄糖能通过半透膜。 答案 A
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➢5.真题演练
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结束放映
(2013·江苏单科，27)下图为研究渗透作用的实验装置，请回
1 浓度相等 B．右侧较高，且右侧R 为S高渗， 即浓度较高
C．左侧较高，且右侧为低渗，即浓度较低
导析
D．两侧高度相等，且为等渗
解析
由于溶液S浓度高于溶液R，所以U形管内达到平衡时， 右侧较高。此时两侧液面造成的压强差与两侧溶液的渗透压 差对水分通过半透膜的作用相等，水分进出平衡。 答案：B
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第9页
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渗透作用与物质出入细胞方式
渗透装置两条件，水分过膜梯度行， 成熟植胞也具备，半透膜是原生质层， 质壁分离或复原，全由两侧浓度定 ， 跨膜运输三类型，自由、协助和主动， 自由、协助高到低，主动运输可逆行， 主动协助需载体，主动运输还耗能； 胞吞、胞吐非跨膜，不需载体需耗能， 大分子颗粒来进出，全靠膜的流动性。
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有关渗透作用的“3”个易错点
(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度， 实质是指渗透压。 (2)水分子的移动方向是双向移动。 (3)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状 态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液 浓度绝对相等。
答下列问题：
高度差
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2) 为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗 内外起始液面一致。渗透平衡时的
S1 导 S2
致
半透膜 浓度 差导 致
液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小 关系为___S_1_>_S_2 _。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细
胞中的_原__生__质__层_，两者在物质透过
解析
因淀粉不能透过半透膜，故图甲中的水柱a上升到最大 高度后将静止；因葡萄糖可以透过半透膜，故图乙漏斗内液 体先表现吸水，水柱b上升，因葡萄糖的外渗，当漏斗内溶 液浓度小于外界溶液浓度时，漏斗内液体又表现为失水，水 柱b下降。 答案：D
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➢3.规律方法
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结束放映
（1）比较不同溶液浓度大小
N M
溶液浓度
现象及 结论
漏斗内(M) 烧杯内(N)
①若漏斗内液面上升， 则M>N
②若漏斗内液面不变， 则M＝N
③若漏斗内液面下降， 则M<N
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注意：两溶液的 溶质不能通过半
透膜
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2. 渗透装置实验的应用
（2）比较不同溶液浓度大小
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结束放映
某同学做了如图实验，甲中液面持续上升，乙中液面先上升后
下降。请判断物质通过
半透膜的情况 ( )。
清水
A．淀粉不能通过，葡萄糖能通过
甲
B．淀粉能通过，葡萄糖不能通过
淀粉 半透膜
C．淀粉能通过，葡萄糖能通过 D．淀粉不能通过，葡萄糖不能通过 乙
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结束放映
U型管中装有两种不同的溶液R及S，并为一半透性膜(X)隔开(如下图
所平示衡时)。(与参S看相图比b，)，RU为半形低透管渗膜两溶侧液溶(即液浓度较低)。当图a中的U形管内已达到
的A．高右度侧及较浓高度，分两别溶是平开液怎衡等始样渗时时的，( 即 )
导析
功能上的差异是 原生质层能主动运输(转运)物质而半透膜不能 。
解析 (1)由于渗透平衡后漏斗内液面高，再结合液体压强 原理，说明此时S1的浓度高；(2)成熟植物细胞的原生质层 相当于－层半透膜；但原生质层具有选择透过性，可主动
运输细胞需要吸收或排出的物质，而半透膜不具有生物活 性。
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