渗透压 osmotic pressure
定义:当纯水和盐水溶液被半透膜隔开时,纯水会自发流向溶液侧,当施加在溶液侧的压力正好使纯水停止向溶液侧流动时,这压力就是该溶液在该浓度下的渗透压。
学科:海洋科学技术_海洋技术_海水资源开发技术
相关名词:半透膜 溶液
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【延伸阅读】
将蔬菜泡在盐水里,蔬菜中的水分就会被析出来。为什么会这样?这是因为蔬菜里的水分与周围的盐水之间产生了压力而形成的,这就是渗透压。在渗透压的作用下,水分就从蔬菜里被析出了。
之所以能产生渗透压,其关键是只能让水透过的薄膜的存在。在蔬菜以及所有生物中,包裹着细胞的细胞膜大多具有让溶解在水里的物质几乎不能通过的特殊性质。这种只有水能够随意通过的薄膜就是半透膜。
用作透明胶带的玻璃纸也是半透膜,我们可以用玻璃纸等半透膜在底部隔开一U形容器,在其中灌入适当的淡水。开始两侧水位是相同的,在一侧水中溶入盐后,结果能看到淡水通过薄膜流向盐水一侧,而盐水却不会流到淡水一侧,结果盐水一侧水位升高了。
图片来源:《科学世界》
想要了解这个结构,我们需要将半透膜放大来看。半透膜上面布满了勉强让水分子逐个通过的小孔。而当盐(NaCl)溶于水中时,便被电离为钠离子(Na)及氯离子(Cl)。这些离子都带有静电,因此能够吸引周围的水分子,形成水合物。由于水合物大于半透膜上的微小孔洞,因此无法通过孔洞,半透膜发挥着能够让部分分子通过的滤网作用。
半透膜的结构是产生渗透压的主要原因。由于液体中的分子在不断地运动,水分子常常会随机穿过孔洞。但盐水阻碍了水合物中水的流动,于是通过孔洞流向另一侧的水分子的数量相比淡水而言少了很多。也就是说,从淡水侧流向盐水侧的水分子变多了,即淡水与盐水之间产生了压力差,这就是渗透压的原理。
目前,海水淡化工业主要使用渗透膜将海水转化为淡水,由于这一过程与常规的渗透相反,因此称为反渗透技术。为了克服渗透压需要对海水加压,这一过程需要消耗大量能量,反渗透也用在污水处理和家庭净水器中。
从水龙头里流出的自来水进到眼睛里会有疼痛感,这也是渗透压导致的。低渗透压的水进入了眼睛的细胞里,让细胞发生膨胀。为了消除疼痛感,眼药水的渗透压调节为与体液几乎相同的水平,以降低不适感。
责任编辑:贺治瑞