化学

溶質が半透膜を通り抜ける「透析」を元塾講師がわかりやすく解説

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透析に関わるのはこの半透膜なんだ。ある一定の大きさの分子やイオンを通すことで、その役目が発揮されるぞ。

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2.半透膜と物質の移動

半透膜には通れる物質と通れない物質があるということがわかりましたね。通れるかどうかはその物質の大きさによって異なります。では、溶液を半透膜に通したとき、どんな現象が起こるか考えてみましょう。

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2-1.浸透

2-1.浸透

image by Study-Z編集部

液体が染みること、ある事柄が世間に広まって染みわたることを浸透といいますね。今回の「浸透」というのは、半透膜における溶媒の移動を指します。

図のように水と何かしらの水溶液を容器に入れ、その間を半透膜で仕切ったとしましょう。時間をおいて見てみると、Aの容器に入っていた水が減り、Bの容器に入っている水溶液が増えるのがわかります。このとき、Aに入っていた水分子がBの容器に移動したと考えられますね。

Aのような純水(または濃度が低い液体)と溶質の濃度が高い液体が半透膜によって仕切られている場合、濃度の低い液体から濃度の高い液体へ溶媒が移動し、濃度を同等に保とうとする力がはたらきます。このときの力を浸透圧といい、これと同じ力をBにかけることでそれぞれの濃度差を保つことができますよ。

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2-2.透析

2-2.透析

image by Study-Z編集部

溶媒が移動するのが浸透であるのに対し、溶媒が移動するのが透析です。図を例に考えてみましょう。

始めはAの容器に異なる3種類の分子やイオンが入っていましたが、時間を置くことで小さな2種類の物質がBの溶液に混ざったのがわかりますね。半透膜はある一定の大きさの隙間を持っているので、その隙間を通れる物質のみが移動し、大きな物質はそのままの場所に残るということです。このように半透膜を通れるかどうかという一見単純な原理ではありますが、私たちの生活にも役立っていますよ。

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溶液における溶媒と溶質、これが透析と浸透の違いなんだ。身近なものでイメージを掴もう。

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3.透析の利用法とは

実際に透析はどのように利用されているのかを見ていきましょう。

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Ayumi05