半透性

半透性

半透性,物理特性,指的是物體上的小洞或小孔只能讓某些物通過,而不能讓其他物質通過的性質。膜或膜狀結構只容許溶媒(通常是水)或部分溶質透過,而不容許其他溶質透過的性質。M.Tra-ube(1867)所做的亞鐵氰化銅的沉澱膜是近乎理想的半透性膜(半透膜semipermeable membrane),它被用於 W.Pfeffer的滲透計。

原理


自H.De Vries(1871)發現細胞的半透性以來,一直把它歸因於細胞膜的性質,細胞膜實質上一般可作為半透膜來看待,但嚴格地講,那隻不過是溶質的滲透速度顯著地小於溶媒的滲透速度。某種膜對某種溶質的半透性程度可用反射係數(reflection coefficiene)σ的大小來表示。如果設由阻止通過膜的溶質的濃度梯度△Cs引起的水流所必需的壓力梯度為△P,便可用σ=△P/(RT△Cs)來求得σ(R是氣體常數,T是絕對溫度)。這是表觀的滲透壓與理論滲透壓之比(Staverman,1951),在半透膜完善時,σ為1,當半透性有所減少時,σ就變得小於1。細胞膜的半透性程度可依興奮等的生理狀態而發生變化(參見膜電位)。另外,細胞還具有不能被透過膜的物質進入細胞內的功能結構(主動運輸)。細胞膜的這種半透性特徵,又叫選擇透過性。

半透膜


半透膜(英語:semipermeable membrane)是一種只給某種分子或離子擴散進出的薄膜,對不同粒子的通過具有選擇性的薄膜。例如細胞膜、膀胱膜、羊皮紙以及人工制的膠棉薄膜等。現代半透膜還用於多孔性壁(如無釉陶瓷)並使適當的化合物(如鐵氰化銅)沉澱於其孔隙中製成。半透膜用於滲透溶膠和測定滲透壓強等。生物吸取養分也是通過半透膜進行的。反滲透制純水是用高分子材料經過特殊工藝製成的半透膜,它只允許水分子透過,而不允許溶質通過。用高壓泵使處於半透膜一側的原水壓力超過滲透壓時,原水中的水分子就能夠透過半透膜進入另一側,從而獲得純凈水。而原水中的溶解與非溶解的無機鹽,重金屬離子,有機物,菌體,膠體等物質無法通過半透膜,只能留在濃縮水中被放掉。反滲透設備廣泛應用於醫藥行業、飲料行業、電子、電力行業等。

應用


羊皮紙半透膜
把定量濾紙放入盛有2:1的水-硫酸的燒杯中,用玻棒輕輕撳壓,使它浸沒均勻(玻棒和濾紙都不能帶水)。浸泡60~90s后取出,立即用蒸餾水洗凈,再放入1:1一水合氨的水溶液(即氨水)中,中和殘留的酸,取出在空氣中晾乾。
1.製作膠棉半透膜的錐形瓶一定要乾燥,否則難以成膜。
2.膠棉半透膜容易破裂,實驗前請保存在蒸餾水裡。
3.自製羊皮紙時,一定要控制硫酸的濃度和浸泡時間,還要注意在浸泡中濾紙不能重疊。