浅析生活中的渗透现象及渗透压这一概念

合集下载

《专题一第三节渗透现象和渗透压》教学设计教学反思-2023-2024学年中职化学高教版21医药卫生类

《专题一第三节渗透现象和渗透压》教学设计教学反思-2023-2024学年中职化学高教版21医药卫生类

《渗透现象和渗透压》教学设计方案(第一课时)一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握渗透现象的基本概念、原理及其实验操作。

通过学习,学生能够理解渗透压的概念,并能将渗透现象与日常生活相联系,如了解生物细胞内外液体的平衡等。

同时,培养学生观察实验现象、分析实验数据的能力,以及科学探究的思维方式。

二、教学重难点本课的重点是渗透现象和渗透压的原理,需要学生准确掌握相关概念及其物理化学意义。

难点在于对渗透实验的操作步骤及观察结果的理解和分析,需注意操作过程中的细节以及准确解读实验现象与结果之间的关系。

教师将通过讲解与示范,结合学生的互动和练习来突破这些难点。

三、教学准备课前准备包括准备渗透实验所需的器材和试剂,如半透膜、烧杯、葡萄糖溶液等。

同时,教师需准备多媒体课件,包括渗透现象的动画演示、实验操作步骤的图文说明等,以便于学生更好地理解和掌握。

此外,还需为学生布置预习任务,让学生对渗透现象和渗透压有初步的认识。

通过学习更加直观的知识内容。

对于难度较高的概念和现象,可以采用多媒体教学,例如视频、图片等形式,以便学生更形象地理解和把握。

同时,结合实际案例,让学生能够从实际生活中感受到渗透现象和渗透压的存在和影响,从而加深对知识的理解和记忆。

为了更好地巩固和检验学生的学习效果,教师可以布置相关的作业和练习题。

这样不仅能检验学生对课堂知识的掌握情况,还可以帮助他们通过实践加深对渗透现象和渗透压的理解。

此外,教师可以组织小组讨论或者开展课堂互动,让学生互相交流、探讨、互相学习,以此激发学生的学习热情和兴趣。

在预习和学习的过程中,还需不断地为学生提供反馈和指导,帮助他们更好地理解和掌握知识。

这样不仅可以提高学生的学习效率,还能为他们的未来发展打下坚实的基础。

四、教学过程:1. 导入新课本环节以激发学生对《渗透现象和渗透压》的兴趣为核心。

首先,教师会利用实验展示渗透现象,例如通过一个简单的半透膜实验来模拟细胞膜的渗透过程。

渗透压原理在生活中的应用

渗透压原理在生活中的应用

渗透压原理在生活中的应用1. 概述渗透压是指溶液内部分子和溶剂分子之间的相互作用力造成的水分子的净流动方向和速率差异。

在生物学和化学中,渗透压是一种重要的现象,广泛应用于生活中的多个领域。

2. 食品加工2.1 果蔬保鲜通过渗透压原理,可以延长果蔬的保鲜期。

在食品加工过程中,常用盐水、糖水浸泡果蔬,通过渗透压使果蔬细胞内部的水分向外渗出,抑制微生物生长,延缓果蔬的腐败速度。

•比如,将蔬菜浸泡在盐水中,利用盐水的高渗透压使细胞内的水分渗出,同时抑制微生物活动,起到保鲜效果。

2.2 肉制品腌制在肉制品加工中,常用盐水、酱油等来腌制,渗透压原理起到了重要的作用。

盐水或酱油中的溶质浓度高于肉内的溶质浓度,导致水分从肉中渗出,腌制过程中可以使肉更加鲜美。

•比如,腌制火腿时,通常会使用盐水和香料浸泡火腿,利用高渗透溶液使火腿脱水,增加其风味。

2.3 糖果生产糖果生产过程中,渗透压原理被广泛应用于糖果的制作。

通过控制溶液中的糖含量,控制溶液的渗透压,可以使糖果内部的水分向外渗出,使糖果变硬。

•比如,制作葡萄干糖时,将葡萄浸泡在高浓度的糖水中,利用渗透压原理使葡萄内部的水分渗出,最终制作成硬糖。

3. 医学应用3.1 药物渗透在医学领域,渗透压原理被广泛应用于药物渗透和治疗过程中。

例如,局部药物涂抹时,通过渗透压调节药物和皮肤细胞之间的渗透压差异,使药物更容易渗透进入皮肤细胞,起到治疗作用。

•比如,治疗湿疹时,医生常常会使用外用药物,通过药物的渗透压作用,将药物渗透到皮肤病灶部位,起到抗菌和止痒的作用。

3.2 血液透析血液透析是一种替代肾脏功能的治疗方法,其中也涉及到渗透压原理。

透析液中的渗透质可以通过渗透作用,促使血液中的废物和多余物质通过半透膜从血液中排除。

•比如,在腹膜透析过程中,透析液中加入葡萄糖等渗透质,利用渗透压原理,通过腹膜半透膜,将血液中的废物和多余物质排除出体外。

4. 植物生长4.1 植物浇水植物吸收水分的过程也涉及到渗透压原理。

渗透压的原理及应用

渗透压的原理及应用

渗透压的原理及应用1. 渗透压的定义渗透压是指溶液通过半透膜与纯溶剂之间进行渗透过程时所产生的压力差。

渗透压的大小与溶液的浓度密切相关,浓度越高,渗透压越大。

渗透压是维持生物体内外环境稳定的重要因素之一。

2. 渗透压的原理渗透压的产生与溶剂的渗透方向有关。

在生物体内,细胞膜是一个半透膜,它允许溶质通过,但限制溶剂的自由扩散。

当一个细胞处于渗透平衡时,细胞内外的溶液浓度相等,但由于渗透膜的存在,溶剂在细胞内外的浓度是不相等的。

这种差异引起了渗透压的产生。

当细胞外溶液中溶质浓度高于细胞内溶液时,渗透膜上的水分子会在浓度梯度的驱动下从细胞内向细胞外扩散,这就是渗透压产生的原理。

相反,当细胞外溶液中溶质浓度低于细胞内溶液时,水分子会从细胞外向细胞内扩散,渗透压的方向也相应发生改变。

3. 渗透压在生物体内的应用3.1 细胞内外环境的调节渗透压在维持生物体内外环境稳定上起到了重要的作用。

生物体细胞内外的渗透压要保持动态平衡,以维持细胞的正常生理功能。

细胞膜的半透性可以通过调节细胞内外溶质的浓度来维持渗透平衡,确保细胞内外溶解质的平衡及稳定。

3.2 药物的渗透与传递渗透压的原理也被广泛应用于药物传递及治疗方面。

一些药物分子由于其分子结构的特殊性,无法自由地穿过细胞膜进入细胞内,因此需要辅助物质来促进药物的渗透。

这时可以利用渗透压的差异性来推动药物分子的渗透,提高药物的传递效率。

3.3 食物加工与保鲜在食品加工和保鲜过程中,渗透压也被广泛应用。

一些食物的加工过程中,需要通过渗透作用将调味剂和腌制液渗入到食品内部,以提高食品的味道和质量。

此外,在食品保鲜过程中,可以利用渗透压的原理来控制食品内部溶质的浓度,防止食品腐败和变质。

4. 渗透压的测量方法4.1 软密度计法软密度计法是一种常用的测量渗透压的方法。

它利用了溶液浓度与渗透压之间的关系,通过测量溶液的密度来计算渗透压的大小。

该方法简单易行,准确性较高。

4.2 渗透压计法渗透压计法是一种比较精确的测量方法,它主要通过测量溶液渗透过程中产生的压力差来计算渗透压的大小。

体内物质运行的过程渗透作用的概念

体内物质运行的过程渗透作用的概念

体内物质运行的过程渗透作用的概念一、渗透作用的定义渗透作用是指溶质在溶剂中自动扩散的过程,即溶剂通过半透膜将溶质分子或离子从浓度较高的一侧运动到浓度较低的一侧的现象。

在生物体内,细胞膜起到了半透膜的作用,通过渗透作用,细胞可以调节溶质和水分子的浓度以维持体内环境的稳定。

二、渗透作用的机制渗透作用机制主要有两种:渗透压和渗透势。

1.渗透压:渗透压是指溶液中可扩散的溶质所产生的压强差。

渗透压的大小取决于溶质的浓度和数量,较高的溶质浓度和数量会导致较大的渗透压差。

当液体通过半透膜与溶液接触时,渗透压差会引起水分子自由移动,从较低渗透压的一侧向较高渗透压的一侧移动,直到两侧的渗透压相等为止。

2.渗透势:渗透势是指水分子通过渗透作用从溶质浓度较低的一侧运动到溶质浓度较高的一侧所具有的势能。

当渗透势增大时,水分子将更容易通过半透膜从溶质浓度较低的一侧流动到溶质浓度较高的一侧。

渗透势的大小与溶质颗粒的数量、大小、浓度以及温度等因素有关。

三、影响渗透作用的因素1.溶质浓度:溶质浓度的增加会导致渗透压的增加。

当细胞内溶质浓度较高时,细胞外的水分子会向细胞内部移动,以稀释细胞内的溶质浓度,维持细胞内环境的稳定。

2.温度:温度的增加会加快分子的运动速度,从而加快渗透作用的速率。

这是因为温度升高会增加分子的动能,使分子更容易通过半透膜。

3.半透膜的特性:半透膜的选择性通透性决定了渗透作用的发生。

一些半透膜只允许特定大小或特定性质的分子通过。

细胞膜就是一种典型的半透膜,它只允许小分子和非极性分子自由通过。

四、渗透作用的举例1.植物维持水分平衡:在植物细胞内,胞液中的溶质浓度比外界低,这会导致水分子通过渗透作用从土壤中移动到细胞内,以保持细胞内外水分平衡。

这样,植物就能够保持细胞的稳定结构和功能。

2.细胞的脱水保护:一些微生物和动物细胞在受到胁迫时可以通过渗透作用来抵抗脱水。

当环境中的水分减少时,细胞内的溶质浓度会增加,从而增加渗透压,吸引更多的水分子进入细胞内部。

渗透作用的原理应用

渗透作用的原理应用

渗透作用的原理应用1. 渗透作用的定义渗透作用是指液体通过固体表面的现象和过程。

在科学中,渗透作用是指液体由于与固体表面的亲和力而自由渗入固体内部的过程。

渗透作用具有广泛的应用领域,包括生物学、化学、材料科学等。

2. 渗透作用的原理渗透作用的原理主要涉及两个方面:渗透压和毛细力。

2.1 渗透压渗透压是指由于溶质在溶液中的存在而造成的溶液相对纯水产生的压力差。

当溶液和纯水隔离的时候,溶液会通过半透膜自由扩散,直到溶液与纯水的浓度达到平衡。

这一过程中,溶液会产生渗透压,驱动溶液分子从高浓度区域向低浓度区域移动。

2.2 毛细力毛细力是指液体在微小孔隙中上升的现象。

当液体与固体相互作用时,液体分子在固体表面受到吸引力,因而沿着固体表面上升。

这一现象是由于毛细作用和表面张力共同作用的结果。

3. 渗透作用的应用3.1 渗透作用在植物中的应用渗透作用在植物体内起着重要的作用。

植物根系通过渗透作用吸收土壤中的水分和养分。

渗透作用使得根毛和根细胞内部具有较高的渗透压,从而驱动水分和养分向根部输送。

3.2 渗透作用在化学反应中的应用渗透作用在化学反应中也得到了广泛的应用。

在化学合成和分离过程中,渗透作用可以通过控制溶液的浓度来实现物质的分离和纯化。

3.3 渗透作用在材料科学中的应用渗透作用在材料科学中也有着重要的应用。

例如,在纳米材料的合成过程中,控制渗透作用可以实现粒子的选择性排列和分布。

3.4 渗透作用在生物医学领域的应用渗透作用在生物医学领域也有着广泛的应用。

例如,在药物传递和递送系统中,渗透作用可以用来控制药物的释放速率和传递途径。

4. 总结渗透作用作为一种重要的物质传递现象,在多个领域中得到了广泛的应用。

从植物生长到化学反应,再到材料科学和生物医学领域,渗透作用的原理和应用丰富多样。

通过进一步研究和应用渗透作用,可以为不同领域的科学和工程问题提供新的解决方案。

渗透压通俗理解

渗透压通俗理解

渗透压通俗理解渗透压是溶液系统中一种物理现象,它是指在两种浓度不同的溶液之间由溶质产生的压力差。

通俗地说,渗透压是溶液中的溶质分子引起的一种“吸引力”,使溶剂分子向浓度较高的溶液中移动,从而产生压力差,促使溶剂通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液方向进行渗透。

为了更好地理解渗透压的概念,我们可以通过以下实例进行解释。

想象一下,你在海边一边吃着盐水冰淇淋一边观察海水。

当你品尝盐水冰淇淋时,你可能会发现它比普通冰淇淋更甜。

这是因为盐水中盐的存在增加了溶液的浓度,导致水分子从冰淇淋中向盐水中渗透。

这种渗透运动造成了水分子在冰淇淋中的相对减少,从而使冰淇淋的味道更加甜蜜。

渗透压在生物体内也扮演着重要的角色。

例如,植物细胞通过渗透压来吸收水分并维持细胞形态和功能的稳定。

当环境中的水浓度低于细胞内溶液的浓度时,细胞会通过渗透压吸收水分。

这使得细胞膨胀和细胞壁变得紧绷,保持了细胞的形态和结构。

相反,当环境中的水浓度高于细胞内溶液时,细胞会释放水分,细胞脱水而收缩。

这种细胞通过渗透压调节水分的过程称为渗透调节。

在医学和生物化学领域,渗透压是评估血浆或其他生物体液中溶质浓度的重要参数。

通过测量溶液的渗透压,医生可以判断人体内的溶质浓度,进而判断是否存在代谢异常或病理状态。

例如,在血液透析中,人工肾脏通过半透膜将血液中的废物和多余的溶质从体内排出。

为了确保正常细胞和组织不受到损害,透析液中的渗透压必须与血液中的渗透压相匹配。

在工程领域,渗透压也有着广泛的应用。

例如,在反渗透膜技术中,渗透压被用来逆转自然渗透压的过程,从而将纯水从高浓度溶液中分离出来。

这种技术广泛应用于海水淡化和废水处理等领域,以提供干净的饮用水和工业用水。

总之,渗透压是溶液中溶质引起的压力差,使溶剂分子从低浓度溶液向高浓度溶液进行渗透的物理现象。

它在生物学、医学和工程领域都有广泛的应用。

了解渗透压的原理和应用对于我们理解生物体的稳态、治疗疾病以及提供清洁水资源具有十分重要的意义。

渗透压通俗理解

渗透压通俗理解

渗透压通俗理解渗透压是指溶液与纯溶剂之间的浓度差异造成的压力差。

为了更好地理解渗透压,我们可以从以下几个方面进行参考内容的介绍。

1. 渗透压的概念和原理:渗透压是指溶液中溶质的浓度梯度引起的压力差。

当溶液浓度较高时,溶质会吸引水分子进入溶液,使溶液的体积增加,形成渗透压。

渗透压的大小与溶质的浓度成正比。

2. 渗透压的重要性:渗透压在生物系统中起着重要的作用。

例如,细胞在体内维持渗透平衡,依赖于渗透压的调节。

细胞内的渗透压要与外部环境相适应,以确保细胞正常功能的进行。

3. 渗透压与渗透调节:大多数生物体通过调节渗透压来适应不同的环境条件。

对于水生生物而言,它们通常具有特殊的适应机制,可以调节身体中的盐含量来控制渗透压。

植物通过调节细胞内的渗透压,维持细胞的正常形态和功能。

4. 渗透压与生物体的适应性:渗透压的变化可能导致生物体适应性的改变。

例如,在高渗透压环境下,一些细菌和藻类可以通过积累内源性物质,以增加胞内的渗透压,防止水分向外流失。

此外,一些植物可以调节渗透压来避免在干旱条件下失去水分。

5. 渗透压与生物医学应用:渗透压在生物医学中也有广泛的应用。

例如,在血液透析中,通过调节渗透剂的浓度,可以有效地去除溶质并平衡体液。

此外,渗透压还用于细胞冻存和药物输送等技术中,以保护细胞和药物的完整性。

6. 渗透压的测量和计算:渗透压的测量可以通过渗透计或渗透计算器等设备进行。

计算渗透压的公式包括渗透系数、渗透度和渗透力等。

这些计算工具可以帮助研究人员准确地了解不同溶质及其浓度对渗透压的影响。

总结起来,渗透压是一个重要概念,在生物学、生物医学和环境生态等领域都有广泛的应用。

了解渗透压的原理、测量方法和调节机制对于深入理解生物体内外液体平衡、细胞功能和环境适应性具有重要意义。

物质的传输渗透压与渗透性

物质的传输渗透压与渗透性

物质的传输渗透压与渗透性物质的传输是生物体内外发生的一种物质运动过程,其实现依赖于渗透压和渗透性的调节。

本文将重点探讨物质的传输过程中渗透压的作用以及渗透性的机制。

一、渗透压的概念与作用渗透压是物质分子由浓度高的溶液自发扩散到浓度低的溶液中的压力差。

渗透压是维持细胞和生物体内外各种物质传输的重要驱动力和调节因素。

在物质传输过程中,渗透压可以起到以下几个作用:1. 控制水分平衡:细胞和生物体内外的物质传输主要发生在溶液中。

通过渗透压的调节,可以控制溶液中水分的分布,维持细胞内外的水分平衡。

2. 调节渗透性:渗透压可以影响细胞和生物体内外膜的渗透性,从而决定物质的进出。

通过调节渗透压,可以控制溶质在细胞膜上的通透性,保证正常的物质传输。

3. 维持细胞形态与功能:渗透压可以维持细胞的形态和功能。

当渗透压失去平衡时,细胞会发生变形、收缩或膨胀,导致细胞功能受损甚至死亡。

二、渗透性的机制渗透性是指溶质通过半透膜自由扩散的能力。

在物质的传输过程中,渗透性起到了至关重要的作用。

下面将介绍几种常见的渗透性机制。

1. 渗透压差驱动:当两种溶液中的渗透压不平衡时,物质会自发从渗透压高的溶液向渗透压低的溶液中扩散,从而实现物质的传输。

2. 离子渗透:离子在溶液中存在电荷,可以通过电荷作用驱动物质扩散。

离子通过离子通道或载体蛋白进行渗透。

3. 细胞膜渗透:细胞膜是生物体内外物质传输的关键界面。

细胞膜具有半透性,可以选择性地允许某些物质通过。

渗透性的选择性通过膜蛋白实现,膜蛋白可以作为通道、载体或受体等实现物质的传输。

4. 胞吞作用:胞吞是指细胞通过改变细胞膜的形状,将外界的溶液、颗粒或其他物质包裹起来,形成一个囊泡,然后将其引入细胞内部。

胞吞作用可以实现大分子、大颗粒物质的传输。

结语通过对物质传输渗透压与渗透性的讨论,我们了解到渗透压在维持细胞水分平衡、调节渗透性以及细胞形态与功能的重要作用,同时渗透性也是物质传输的关键机制。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

浅析生活中的渗透现象及渗透压这一概念
摘要:从化学的角度详细解释分析渗透现象,并对大学化学中的“渗透压”的概念进行剖析和讨论,分析已出现的各种“渗透压”定义的不准确性,提出了自己的见解。

关键词:渗透现象;半透膜;渗透压
引言
渗透现象在生活中极为常见。

正如教材中所说,生命的存在与渗透平衡有着极为密切的关系,动植物是由无数细胞组成的,细胞膜均具有奇妙的半透膜功能,是一种很容易透水而几乎不能透过溶解于细胞液中物质的薄膜。

例如,人们在游泳池或河水中游泳时,睁开眼睛很快就会感到涩痛,这是因为眼睛组织的细胞由于渗透而扩张引起的;而在海水中游泳却没有不适之感,这是因为海水的浓度很接近眼睛组织的细胞液浓度。

正是因为海水和淡水的渗透压不同,海水鱼和淡水鱼不能调换生活环境,否则将会引起的肿胀或萎缩使其难以生存。

除此之外,人体组织内的许多膜,如红血球膜、毛细血管壁等也都具有半透膜的性质,因而人体的体液(如血液、细胞液、组织液等)也具有一定的渗透压。

因此对人体静脉输液或注射时,必须使用与人体体液渗透压相同的等渗溶液,这就是临床常用0.9%生理盐水或5%葡萄糖溶液以免由渗透导致的红血球肿胀或萎缩的原因。

同样,渗透压与植物也是息息相关的。

进入糖溶液或盐溶液的花卉,将因渗透压的作用而脱水枯萎,若再将它插入纯水,花卉将因水重返细而恢复原有的鲜艳和美丽。

由此可见,渗透在生物学中具有重要意义,因为有机体的细胞膜大部分都具有半透膜的性质,无疑渗透压便是引起水在生物体中运动的重要推动力。

而通过查阅各种资料,对于渗透压这一概念解释各有不同,下面就从化学的角度分析渗透现象以及渗透压。

正文
渗透现象
当我们用一种仅让溶剂分子通过而不让溶质分子通过的半透膜把一种溶液和它的纯溶
剂隔开时,纯溶剂将通过半透膜扩散到溶液中而将其稀释,这种现象称为渗透实际上,溶剂是同时沿着两个方向通过半透膜的。

由于纯溶剂的蒸气压比溶液的蒸气压大,所以纯溶剂向溶液的渗透速率要比相反方向的渗透速率大,即若被半透膜隔开的两边溶液的浓度不等(即单位体积内溶剂的分子数不等),则可发生渗透现象。

因此渗透现象发生的条件除半透膜外,膜两侧溶液渗透浓度的不同是一个必要条件。

一定温度下,不论是电解质溶液还是非电解质溶液,也不论是用质量浓度还是用物质的量浓度来表示溶液的浓度,只要溶液的渗透浓度相同,即单位体积溶液中所含溶质的总的颗粒数相同,就不会有渗透现象发生;只有溶液渗透浓度不相同时,即单位体积溶液中所含溶质的总的颗粒数不相同,才会有渗透现象发生。

那么渗透现象的本质又是什么呢?让我们先看溶解情况,由于液体分子间距离较小,故
分子间互相作用的势能(简称分子势能)比较强,不能像理想气体那样可以忽略。

在溶解(包括纯溶剂与溶液混合形成较稀的溶液)过程中,溶剂和溶质分子的分布发生变化,它们之间的距离、位置都改变了,因而整个渗透系统的分子势能就随之发生变化。

由实验可知,溶液是均匀而平衡的系统,具有高度的稳定性。

而由能量最小原理可知,稳定的平衡系统的势能处于最小值,故溶液的分子势能必处于最小值状态,溶解过程就是系统的分子势能降低至最小值,以达到稳定的平衡态的过程。

再看渗透过程,把两个彼此独立、各自分别处于平衡态的溶剂和溶液系统以半透膜分隔,构成一个渗透系统(包括A、B),两部分的分子发生互相作用,破坏了平衡系统的分子势能就不处于最小值,这就产生了溶剂A 和溶液B混合形成单一均匀的溶液的倾向,以使系统的分子势能达到最小值,系统得以实现新的平衡,但由于溶质分子不能透过半透膜,故混合只能由溶剂分子从A透过半透膜进入B来进行,这就形成了渗透。

渗透过程所减少的分子势能,一部分转化为系统的重力势能,另一部分转化为从A 流入B 的溶剂分子的定向运动动能。

可见,渗透的本质是系统要通过溶剂分子的迁移达到分子势能最小的稳定平衡态,系统的重力势能并不是凭空增加,而是由系统的分子势能转化而来,这符合能量转化与守恒定律,至于转化为定向运动动能的另一部分能量.由于液体有粘滞性,最终将转化为热能。

渗透压的定义
工科大学化学中定义渗透压是为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡
需要的额外压力。

任何溶液都有渗透压,但是如果没有半透膜将溶液与纯溶剂隔开,渗透压即无法体现。

显然,造成渗透现象的原因是半透膜两边溶液的渗透压的差异,而对每一讨论的对象而言,渗透压是通过半透膜的界面指向对象溶液的,是造成渗透现象的原始驱动力,是溶液的一种性质(稀溶液的依数性之一)。

不管是否外加压力,也不管半透膜间隔的对象溶液的另一边溶液的浓度是多少,它都始终存在,且为定值。

那么,用“为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力”作为“渗透压”的定义显然犯了两个错误:一是“为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力”仅仅是用来测定“渗透压”的方法,是不能作为“渗透压”定义的;二是方法中的“超额压力”力的方向是与对象溶液的“渗透压”产生的力的方向是相反的。

另外,“将溶液的外压从p增加到p+Π,使溶液中溶剂的化学势等于压力p下纯溶剂的化学势时,达到渗透平衡后,溶剂液面和同一水平面的溶液截面上所受的压力为p及p+ρg h(h 为两液面高度差),后者与前者之差称为渗透压,以Π表示”。

这类叙述同样是不严格的。

因为,此时ρg h等于通过渗透过程后的对象溶液的“Π”,但这一“Π”并不与渗透过程进行前的“Π”相同,因为此时对象溶液的浓度比开始时要小。

浓度Π的这一变化是不能随便予以忽略的,我们讨论的本身就是稀溶液,通过对溶液渗透压的测定,也能测定溶质的相对分子质量的大小。

除此之外,还有定义如:(1)渗透压是渗透压强的简称,引起渗透发生的压强。

在数值
上等于在原溶液上加以恰好阻止溶剂进入溶液的机械压强。

也就是等于渗透作用停止进行时半透膜两边溶液和溶剂上的压力差。

(2)用半透膜将溶液与溶剂隔开,二液面相平时,阻止溶剂通过半透膜流入溶液所施加于溶液的最小额外压力就是渗透压②。

这两种说法均不正确,(1)说的不足在于对渗透压没有指定参比标准。

这样一来,不仅有溶液和溶剂间的渗透压,还有较浓溶液和较稀溶液问的渗透压,无谓增加了复杂性。

对于后者,计算渗透压的范氏公式Π=CRT也无法应用。

因为半透膜两侧有两个浓度c左和c右,另外,这段话共提出
的三个“相等的”压强,并不完全相等。

(2)将渗透压定义成对溶液液面的一个外来压强,是不够妥当的。

这会给渗透后溶液液面上升的解释带来困难,因为液面上升与所定义的渗透压”的方向恰好相反。

这个外来压强与其说是“渗透压”,不如说是“反渗透压”更合适(这个外来压强稍微再增大就会引起“反渗透”进行).下面的说法显然更易为人们所理解、接受。

即:体系自身产生“渗透压”引起渗透进行。

外加的“反渗透压”引起反渗进行,二者方向相反,大小相等,差别只是一个无穷小量而巳(忽略流体运动阻力)。

综上所述,我认为渗透压应这样定义:溶液本身固有的,导致只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与纯溶剂之间渗透现象发生的,通过膜指向溶液的单位面积上的力称为渗透压。

渗透压用“Π”表示。

稀溶液的渗透压与浓度、温度的关系可以用下式表示:
Π×V=n B×R×T
即Π=c B×R×T (1)
(1)式中,Π是溶液的渗透压,单位为Pa;c B是溶液的浓度,单位为mol·L-1;R是气体常数,为8.31kPa·L·mol-1·K-1;T是体系的温度,单位为K。

另外,有人认为,渗透压的定义可描述为:溶剂分子通过半透膜由纯溶剂进入溶液的扩散动力。

这种说法我认为也是正确的。

其中包含了一下几层意思:(1)有半透膜存在,膜两侧溶液浓度不相等时,才有渗透现象表现出来;(2)产生的原因是溶液蒸气压下降,即溶液的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压形成的溶剂分子的扩散;(3)渗透的方向与溶剂分子运动的方向一致;(4)半透膜两侧溶液渗透压的方向是相反的,这两个相反方向上力的合力的方向就是观察到的溶剂分子运动的方向。

结论
渗透现象发生条件:一是要有半透膜存在;二是半透膜两侧的溶液要存在渗透浓度差。

只有这2个条件同时具备,渗透现象才会发生,且渗透方向指向渗透浓度大的一方,也就是由低渗溶液向高渗溶液渗透。

这正是渗透定律的实质所在:一定温度下,难挥发稀溶液渗透压的大小与单位体积内溶质的总颗粒数成正比。

而渗透压这一概念应如此理解:一定温度下,某溶液与其纯溶剂以半透膜隔开(两液面相平且与大气相通)时,引起渗透进行的压强为渗透压,其方向从半透膜指向溶液内部,而其大小近似等于为阻止渗透进行而对溶液施加的额外压强。

即准确定义为溶液本身固有的,导致只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与纯溶剂之间渗透现象发生的,通过膜指向溶液的单位面积上的力称为渗透压。

参考文献:
谢吉民医学化学,第5版,北京,人民卫生出版社;2002-5-7;154页
秦子平渗透现象发生条件探析;卫生职业教育;2006-24-15;142页
刘昌年、胡一飞普通物理学;第二分册:热学,北京高等教育出版社;1994;234页唐郁生渗透现象浅析兼论化学势的性质;广西民族学院学报,自然科学版;1998-4-2;21-22页
浙江大学编无机及分析化学学习指导;高等教育出版社;2004;6页
黄荣斌大学化学中“渗透压”概念的讨论理医药学杂志 2005-18-5;510-511页
王志强关于渗透压定义的讨论;南昌职业技术师范学院学报;1994-4;95页。

相关文档
最新文档