教学PPT：溶液的渗透压课件.ppt

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1、3-5溶液的渗透压1溶液的渗透压3-5生物体中，细胞膜、膀胱壁、肠壁……等许多薄膜对于物质的通过具有选择性，有些物质可以通过，有些物质则不能通过，这类薄膜称为半透膜（semipermeablemembrane）。在此节中，我们提及的半透膜，都是指只允许溶剂（如水）通过的半透膜。3-5.1渗透作用及渗透压3-5.2逆渗透溶液的渗透压3-5学习目标：了解渗透压的意义、计算及应用。了解逆渗透的意义及应用。溶液的渗透压3-5以半透膜包紧一蓟头漏斗口，在漏斗内放稀糖水，倒置于装有纯水的烧杯中，并使内、外液面等高；一段时间后，糖水的液面逐渐升高，烧杯中纯水的液面则逐

2、渐下降；最后，两液面的高度差维持不变。此种溶剂由纯溶剂（或较稀薄溶液）通过半透膜，净流向较浓溶液的现象称为渗透作用（osmosis）。渗透作用及渗透压3-5.1从上述实验结果看来，水只经由半透膜单向流入糖水中，事实上，两边的水分子都可通过半透膜。不过，在相同时间内，由纯水穿透到稀糖水的水分子较由稀糖水穿透到纯水的水分子多，因此漏斗内糖水中的水分子增多，故糖水的液面逐渐升高。随着液面高度差增大，其产生的压力也渐增，因而净流入糖水的水分子数渐减。直到净流入糖水的水分子数为零时，液面的高度差就不再改变，此高度差所呈现的压力，即为该糖水的渗透压。渗透作用及渗透压

3、3-5.1若由外界施此压力，亦可阻止水分子由纯水进入该糖水。也就是说，溶液的渗透压就是欲阻止水分子经半透膜，由纯水流入该溶液所需施加的压力。因此漏斗内糖水中的水分子增多，故糖水的液面逐渐升高。随着液面高度差增大，其产生的压力也渐增，因而净流入糖水的水分子数渐减。直到净流入糖水的水分子数为零时，液面的高度差就不再改变，此高度差所呈现的压力，即为该糖水的渗透压。渗透作用及渗透压3-5.1溶液的渗透压亦可由以下实验求得：以半透膜将一个固定体积的容器，隔成同体积的两个区域，并装上压力计及活塞，如左图。在有压力计及活塞的一侧装入欲测定渗透压的溶液，另一侧放入纯水。

4、于活塞上施加压力，使其恰可阻止渗透作用发生，亦即保持溶液的体积固定不变，此时所施加的压力就是该溶液的渗透压，可由压力计读出。半透膜渗透作用及渗透压3-5.1荷兰科学家凡特何夫（J.H.van'tHoff）发现，含非电解质的稀薄溶液之渗透压（π）与溶质的摩尔数（n）及绝对温度（T）成正比，而与溶液的体积（V）成反比，但与溶质及溶剂的种类均无关。其关系式与理想气体方程式相似：称为凡特何夫方程式。可改写为：比例常数也等于理想气体常数R即0.082atmLmol－1K－1渗透作用及渗透压3-5.1凡特何夫方程式：CM为溶液的体积摩尔浓度，利用此关系式，可经由测定

5、溶液的渗透压，求得溶质的分子量，常用于测定聚合物的平均分子量。渗透作用及渗透压3-5.1渗透作用对生物极为重要，藉由渗透，生物组织得以输送水分、养分或排除废物。例如：溶解在树液内的物质，使得树液的浓度比树木周遭地下水的浓度高，因此水分通过树根的细胞膜，进入树木内部；医院在为病人静脉注射时，必须将注射液的浓度调整至其渗透压与血液的渗透压相近（约7.7atm），否则血球会胀破或萎缩。在日常生活，也常利用渗透原理来保存食物，如腌渍咸菜、蜜饯等。细胞在与体液浓度相同的等渗透压溶液中，水分由外向内的穿透速率与由内向外之穿透速率相等。因此，细胞可正常存在于体液中。在

6、低渗透压溶液中，细胞外的溶液之浓度小于细胞内部，水分由外向内的穿透速率大于由内向外之穿透速率，以致细胞膨胀，甚至胀裂。在高渗透压溶液中，细胞外的溶液之浓度大于细胞内部，水分由外向内的穿透速率小于由内向外之穿透速率，导致细胞脱水而干瘪，甚至死亡。渗透作用及渗透压3-5.127℃时，将34.2毫克蔗糖（分子量＝342）溶于水中，配成100毫升溶液，其渗透压为何？相当于多少厘米水柱高？解答将数据代入凡特何夫方程式故此溶液的渗透压为0.0246atm又1atm＝13.6×76＝1033.6（cmH2O）可得0.0246×1033.6＝25.4（cmH2O），故相

7、当于25.4厘米水柱高。范例3-1512选修化学(上)4℃时，将1.0克的某非电解质高分子化合物溶于水中，配成200.0毫升溶液。将此溶液与纯水分别装于中央有半透膜分隔的U形管两侧，如右图(A)。达平衡时，液面的高度差为2.6厘米，如右图(B)，则此高分子化合物之分子量为何？(A)4.5×104(B)4.5×105(C)4.5×106(D)4.5×107(E)4.5×108练习题3-1513选修化学(上)解答设高分子化合物的分子量为x，由V＝nRT解得x＝4.5×104答：(A)练习题3-1514选修化学(上)若对浓溶液施加大于其渗透压之压力，则可使溶

8、剂由浓溶液流入稀溶液（或纯溶剂）中，此现象称为逆渗透（reverseosmosi