理想模型
理想半透膜:只允许溶剂分子通过,与细胞膜相类似。
渗透现象
从宏观上看,水分子从溶纯剂侧向溶液侧转移。
从微观上看,水分子既从纯溶剂侧向溶液侧转移,也从溶液侧向纯溶剂侧转移,但是前者的幅度大于后者。
一段时间后,溶液侧液面上升,纯溶剂侧液面下降。但是水不可能完全从纯溶剂侧转移到溶液侧。
渗透平衡:宏观上表现出“不再渗透”的情况。
渗透现象发生的条件
- 半透膜的存在
- 半透膜两侧单位体积内溶剂分子数不相等
纯溶剂 $\rightarrow$ 溶液。
对于非电解质溶液:稀溶液 $\rightarrow$ 浓溶液。
渗透压
在液面等高时给溶液侧液柱施加一个压力使体系达到渗透平衡,这个外压就在数值上等于渗透压。
为维持只允许溶剂通过的膜所隔开的溶液与溶剂之间的渗透平衡而需要的超额压力等于溶液的渗透压。
渗透压是溶液固有的性质。不发生渗透现象时也存在渗透压。渗透现象只是体现了溶液具有渗透压的性质。
我们可以认为纯溶剂的渗透压是 $0$。
浓溶液和稀溶液之间发生渗透现象时施加的外压等于二者渗透压之差(浓溶液渗透压 $-$ 稀溶液渗透压)。
反向渗透
在溶液侧若是施加的外压大于渗透压,则溶液中会有更多的溶剂分子通过半透膜进入溶剂一侧,这种使渗透作用逆向进行的过程称为反向渗透。
反向渗透可实现溶液的浓缩、海水淡化和污水处理。