![]() |
左边是一个盛有水的烧杯,里面有一个半浸到水中的管子。如您所料,试管内的水面高度与烧杯内的水面高度一致。在中间的图中,试管末端被一片“半透膜”封住,管中灌入了半管盐水,并浸入到烧杯里的水中。起初,盐水高度和水面是一致的,但是随着时间的推移,出乎意料的事情发生了:试管内的水竟然上升了。这种上升是由于“渗透压”造成的。
半透膜是一种某些原子或分子可以通过但其他原子或分子却不能通过的膜。保鲜膜是一种膜,但是几乎我们通常撒在上面的任何东西都无法通过它。对于半透膜来说,最常见的例子是肠黏膜或细胞壁。Gore-tex面料是另一种常见的半透膜。Gore-tex面料包含一张钻有数十亿个细孔的极薄塑料膜。细孔大小合适,可以供水蒸气通过,又可以阻止液态水通过(有关 Gore-tex 面料的更多信息,请参见此页)。
在上图中,那张膜允许水分子通过但不允许盐分子通过。您可以这样理解渗透压:想一想半透膜两侧的水分子。它们一直在进行布朗运动。在盐水一侧,有些细孔被盐原子堵塞了,但是纯水一侧则没有发生这样的事。因此,纯水一侧有更多的细孔可以使水分子通过,更多的水分子便从纯水一侧运动到盐水一侧。盐水上升,直到发生以下两种情况中的一种:
顺便说一句,喝咸水(如海水)可以致命也是由于渗透而造成的。盐水进入胃后,渗透压就开始促使水离开身体以冲淡胃里的盐水。最后,人将脱水而死。
反渗透的设想是使用半透膜作为极佳的过滤器,用它来把咸水(或者被污染了的水)净化为饮用水。将盐水置于半透膜一侧,施加压力以停止并反转渗透过程。这通常需要施加很大的压力,而且过程相当缓慢,但这确实行得通。
下面是一些相关链接:
编辑推荐