渗透压原理半透膜

A. 渗透压是什么

渗透压的定义是恰好能阻止渗透发生的施加于溶液液面上方的额外压强称为渗透压力。

渗透压说白了就是压强，是生物体内渗透作用的必要条件。如果存在半透膜且膜两侧的溶液浓度不相等，及生物膜两侧渗透压不同，水分子就会由渗透压小的一方向渗透压大的一方自由扩散，这种现象叫渗透。

半透膜两侧的溶液，当存在浓度差的时候，高浓度的成分就会向半透膜另一侧渗透。

例如腌黄瓜。黄瓜皮就是半透膜。在水分充足的鲜黄瓜皮外覆盖一层盐粒，盐粒融化为盐溶液后，其中盐的浓度远远高于黄瓜内部盐的浓度，而黄瓜内部水的浓度则远远高于外部盐溶液中水的浓度。

于是，外部的盐透过黄瓜皮进入黄瓜，内部的水透过皮渗出。渗透压原理可以理解为，由于半透膜两侧物质（低分子物质）浓度差异化而带来化学势差异，在化学势的驱使下实现物质在半透膜两侧由高浓度区向低浓度区的自发性迁移。

(1)渗透压原理半透膜扩展阅读

一、影响因素：

1877年德国植物学家弗菲尔（Pfeffer）根据其实验数据发现两条规律：

1、在温度一定时，稀溶液的渗透压力与溶液的浓度成正比；

2、在浓度一定时，稀溶液的渗透压力与热力学温度成正比。

二、意义：

假设细胞半径为R，由于渗透压膨胀变为R+dR，这样面积的增加为dA=8πRdR，其能量消耗为Σ×dA。如要让细胞膨胀达到平衡，就是让自由能pdV 等于表面张力，通过计算可以得到拉普拉斯公式：Σ=Rp/2。

如果红细胞在纯水中，阻止水进入细胞的压强为300pa，假设细胞直径10μm，对细胞来说有多大呢？代入估算的p 得到Σ=10－5m×300pa/2=1.5×10－3Nm－1。这个力足够撕开真核细胞，将细胞摧毁。所以不能用纯水来稀释红细胞，这样他们会爆裂，即溶胞。

B. 反渗透膜的原理是什么

1. RO反渗透膜是一种对透过的物质具有选择性的半透膜，只能透回过溶剂而不能透过溶质答的薄膜称之为理想半透膜，RO反渗透膜基本上算是理想的半透膜。当相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于RO反渗透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象即为渗透。

2. 当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。

3. 反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于反渗透膜选择性截留作用将溶液中的溶质与溶剂分离。RO反渗透膜已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。

C. 什么是半透膜

半透膜是一种根据粒子的直径大小进行选择性的通过，只给某种分子或离子扩散进内出的薄膜，而大分子粒容子是不被允许通过的。

半透膜是一种只允许离子和小分子自由通过的膜结构，生物大分子不能自由通过半透膜，其原因是半透膜的孔隙的大小比离子和小分子大但比生物大分子如蛋白质和淀粉小。半透膜在化学中只允许溶液通过，胶体和浊液均不能通过。分散质粒子直径浊液：大于100nm；胶体：1~100nm；溶液：小于1nm 。

(3)渗透压原理半透膜扩展阅读

在日常生活中，常见的半透膜有鸡蛋膜、鸡的嗉囊、鱼鳔、蚕豆种皮、玻璃纸、青蛙皮、动物膀胱、肠衣、蛋白质胶膜，火棉胶膜以及其他一些可从生物体上剥离的薄膜类物质。 活细胞内的生物膜只允许水分子自由通过，它所选择的离子、小分子物质可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能透过，是严格的半透膜。细胞丧失活力后生物膜的选择透过能力丧失。

D. 渗透能的半透膜

半透膜(semipermeable membrane)，是一种只抄允许某种分子或离子扩散进出的薄膜，一种只允许离子和小分子自由通过的膜结构，也就是一种对不同质点的通过具有选择性的薄膜。例如细胞膜、膀胱膜、羊皮纸以及人工制造的胶棉薄膜等。半透膜用于渗透溶胶和测定渗透压强等。生物吸取养分也是通过半透膜进行的。使用高分子材料采用特殊工艺制成的半透膜，只允许水分子透过，而不允许溶质通过。使用高压泵使处于半透膜一侧的原水压力超过渗透压力时，原水中的水分子就能够渗透过半透膜进入另一侧，从而获得纯净水。而原水中的溶解与非溶解的无。

E. 反渗透水处理的原理

一、工作原理：

反渗透设备的系统除盐率一般为98-99%.这样的除盐率在大部分情况下是可以满足要求的.在电子工业、超高压锅炉补给水、个别的制药行业对纯水的要求可能更高。此时单级反渗透设备就不能满足要求。



渗透现象在自然界是常见的，比如将一根黄瓜放入盐水中，黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的，到了一定高度就会达到一个平衡点。这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直接相关。

在以上装置达到平衡后,如果在盐水端液面上施加一定压力，此时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。如果将盐水加入以上设施的一端，并在该端施加超过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透净水的原理。反渗透设施生产纯水的关键有两个，一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一定的压力。简单地说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。在水中众多种杂质中,溶解性盐类是最难清除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%
二、反渗透优点:

连续运行，产品水水质稳定

无须用酸碱再生

不会因再生而停机

节省了反冲和清洗用水

以高产率产生超纯水(产率可以高达95%)

无再生污水，不须污水处理设施

无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施

减小车间建筑面积

使用安全可靠，避免工人接触酸碱

减低运行及维修成本

安装简单、安装费用低廉

F. 反渗透膜的原理及效果怎么样

反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核回心构件。反渗透技答术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜
而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。
反渗透膜应具有以下特征：(1)在高流速下应具有高效脱盐率;(2)具有较高机械强度和使用寿命;(3)能在较低操作压力下发挥功能;(4)能耐受化学或生化作用的影响;(5)受pH值、温度等因素影响较小;(6)制膜原料来源容易，加工简便，成本低廉。