電解質と体液/物質の移動/浸透/イントロ
浸透とは、溶質(粒子)は通さないけど、溶媒(水)は通す膜、すなわち半透膜を介して低濃度部位から高濃度部位へ溶媒(水)が受動的に移動させる作用である。浸透は濃度差を小さくする受動的な(ATPを使わない)移動である。半透膜を介して溶質(粒子)が溶媒(水)を引く力、とまとめられる。 |
この図の上下の中央にある破線は、黄色い溶質(粒子)は通さないけど、溶媒(水、H2O)は通す(上下方向の移動の矢印)膜、すなわち半透膜です。上半分の部位は、粒子があり(多く)高濃度です。下半分の部位は、粒子がなく(少なく)低濃度です。この濃度差は(粒子が高濃度部位から低濃度部位へ)拡散による移動で少なくすることはできません。そのため、逆に粒子が半透膜を介して水を引きます。これが浸透による移動です。
溶質が高濃度の部分(左図の真ん中)の周囲に、球状の「半透膜」があります。
溶液に、膜をはさんで場所によって濃度差があり、拡散のステップと同様、この濃度差を解消させようとした動きが生じるのです。しかし、
半透膜は溶質のうち、主に電解質などをあまり通さないのです。そのため、高濃度部分(半透膜の内側)にある溶質は、低濃度部分(半透膜の外側)へ移動できず、濃度差は解消されません。
一方、半透膜は溶媒(水)を通すことはできるのです。そのため、逆の方向、すなわち、膜を介して、相対的に低い濃度の溶液(左図の周辺部分=半透膜の外側)から、相対的に高い濃度の溶液(左図の真ん中部分=半透膜の内側)へ、溶媒(水)が移動します。このように、濃度差のために半透膜を介して起こる水の流れを浸透とよび、その圧力を浸透圧といいます。
半透膜を介して、溶質が溶媒を引く力、と定義することができます。
この動きにより、半透膜内部の水分量が増大し、体積が増します。この動きは、内部の濃度を低下させ、外部の濃度を上昇させるので、濃度差を減少させる動きです。
(図は、端的に示すため、半透膜が数倍にまで伸ばされ得るとしています。)
Challenge Quiz
半透膜は 溶媒(水) 溶質 は通すが、 溶媒(水) 溶質 はあまり通さない。
浸透とは、半透膜を 介さない 介したり介さなかったりする 介した 溶質 溶媒(水) の移動である。
浸透圧により、 溶媒(水) 溶質 が 相対的に低濃度の溶液から相対的に高濃度の溶液へ 相対的に高濃度の溶液から相対的に低濃度の溶液へ 移動する。
浸透圧とは、溶質が半透膜を介して水を 引く 押す 力である。
浸透は、 高エネルギー物質、ATPを使わない受動的な 高エネルギー物質、ATPを使った能動的な 過程である。
球状の半透膜の内側の溶液の濃度の方が、外側より高い場合、 溶媒(水) 溶質 が 内側から外側へ 外側から内側へ 移動する。