化學原理啟迪433
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1.
滲透作用的半透膜阻止所有的溶質粒子穿越。有一種類似滲透的現象，發生在植物細胞壁與動物細胞膜上，稱為透析dialysis。
2.
透析作用dialysis，允許溶劑分子與小型溶質分子穿越細胞膜。
3.
透析的其中一個重要應用是洗腎，洗腎是用人工腎臟純化血液。將病人身體的血液抽出流過半透膜（透析膜）導管，導管浸泡在透析溶液；
4.
清洗血液用的透析溶液，含有與血液相同濃度的離子與分子，沒有腎臟要移除的廢棄物，這樣血液的廢棄物就能被透析液清除掉。（利用擴散原理，物質從濃度高的位置流往濃度低的位置，血液的廢棄物從濃度高的血液流往濃度低的透析液）
5.
半透膜隔開的二種液體，如果滲透壓一樣，稱為等滲透壓溶液isotonic solutions。靜脈裡的液體必須與身體的液體是等壓的。
6.
如果細胞浸泡在高滲透壓溶液/高張溶液，因為溶液的滲透壓高於細胞液體的滲透壓，細胞內的水分會流失到外界，導致細胞萎縮，這個現象稱為皺縮crenation。
7.
相反的現象是細胞脹破lysis，這個現象發生的原因是，細胞浸泡在低滲透壓溶液hypotonic solution，因為溶液的滲透壓低於細胞的液體，所以水會從外界溶液流入細胞，導致細胞膨脹破裂。
8.
我們可用皺縮現象來解決生活上的問題。我們在食物表面抹上一層溶質後，在食物表面形成高滲透壓溶液，使浸泡於其中的細菌皺縮、死亡，這樣便能保存食物的鮮度。這就是為什麼我們會用鹽保存肉品、用糖保存水果的鮮度。
9.
【例題】水中的氯化鈉濃度應該是多少，才能調製出與血液等滲透壓的溶液？（血液在25℃下的滲透壓π＝7.70atm）
10. 【解題】我們可依據以下公式計算溶質莫耳濃度 the molarity of
the solute
π＝MRT or M＝π／RT
M＝（7.70atm）／（0.08206
L atm K－1mol－1）（298K）＝0.315
mol/L
0.315
mol/L這就是等滲透壓溶液的溶質濃度；但是因為每顆氯化鈉NaCl分子溶解後會變成2個離子，因此，實際尚須要的氯化鈉莫耳濃度是0.315/2＝0.158M：
NaCl
(0.1575M)→Na＋(0.1575M)＋Cl－(0.1575M)
逆滲透 Reverse Osmosis
11.
如果溶液隔著半透膜，與純溶劑接觸，並且獲得一個大於溶液滲透壓的壓力，即會發生逆滲透reverse osmosis。這個大於溶液滲透壓的外加壓力，將會造成溶液裡的溶劑分子，轉移到純溶劑的那一端。
12.
在逆滲透作用裡，半透膜扮演分子過濾器的角色，移除溶液裡的溶劑分子。海水淡化即是應用逆滲透的原理，海水對於身體的液體來說，是高滲透壓的溶液，所以不能喝。
13.
美國海軍已經研發出小型脫鹽器/海水淡化器，放置在救生艇上提供淡水，每小時可提供1.25加侖的飲用水，足夠維持25個人的生存。小型脫鹽器/海水淡化器只有10磅重，它讓海軍救生艇不再需要儲存大量的飲用水。
14.
隨著美國陽光帶的人口增加，對淡水的需求也會更大，其中一種獲得淡水的方法是海水淡化。各種獲得淡水的方案包括，太陽蒸餾、逆滲透、從南極托運冰山，這些方案的共同問題都是價格太昂貴了。
15.
然而如果缺水的問題嚴重，海水淡化便有其必要。美國第一個全天候運作的海水淡化廠，位於加州海岸的卡塔利娜島，這個海水淡化廠，應用逆滲透原理，每天從太平洋生產132,000加侖的飲用水。強力幫浦施加800
lb/in2的壓力，將水壓過半透膜。
16.
在聖塔芭芭拉的海水淡化廠，耗資4千億美元，1992年開始運作，每天生產800萬加侖的飲用水。
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