単語記事: 浸透圧

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浸透圧とは、同じ溶質が溶けている濃度の異なった溶媒が半透膜(一定の大きさ以下の分子・イオンのみを透過させる膜のこと)をにして接触させるときに生じる圧のこと。単位Pa(パスカル)。

概要

半透膜をにして溶媒・溶質が同じで濃度の異なる2つの溶液があると、高濃度と低濃度の差を小さくするように、低濃度の溶媒が高濃度側へ流れ込むことである。

このときに生じる圧浸透圧という。

浸透圧の大きさは濃度差が大きいほど大きくなる。

数式を用いると、純溶媒・溶液間の浸透圧は次の式で表される。

ΠV=nBRT

Πが浸透圧,Vが溶液側の溶媒の体積、nBが溶質の物質量、Rが気体定数、Tが絶対温度

別の表記として、辺々Vでわると

Π=[B]RT ・・・浸透圧Πが濃度と温度例することを意味している

[B]は溶液中の溶質のモル濃度

具体例

具体例として、関連動画でもあるナメクジをかける例を挙げる。

ナメクジをかけると、ナメクジに触れた気のあるは高濃度の食と考えることができる。

つまり、「ナメクジ塩分濃度の低い細胞」と「ナメクジの周りにできた高濃度の食」が存在することになる。これはふたつの濃度が異なる溶液とみなすことができる。

概要でも述べたように、高濃度と低濃度の溶液があると差を小さくするように、低濃度の溶媒()が高濃度側へ流れ込む。つまり、この場合

                

ナメクジ塩分濃度の低い細胞ナメクジの周りにできた高濃度の食

のようにが移動する。

したがって、ナメクジの体からどんどんが漏れだす現が起きる。

すると、ナメクジはどんどん分を失い、ナメクジは小さくなってしまう。

式の証明

注:この明はちょっと難しいかもしれません(`;ω;´)わかったら最強です。

簡単のために、理想溶液とした純溶媒・溶液間の浸透圧について考える。

溶媒をA、溶質をBとする。

純溶媒にかかる圧をp,溶液の溶媒のモル分率をxAとする。

衡状態のときの化学ポテンシャルは等しいはずなので

μ*(p)=μ(p+Π,xA)・・・①

「*」は純溶媒を表す。

μ(p)は純溶媒の化学ポテンシャルμ(p+Π,xA)は溶液の化学ポテンシャル。また

μ(p+Π,xA)=μ*(p+Π)+RTlnxA・・・②

μ*(p+Π)は純溶媒の圧がp+Πのときの化学ポテンシャルを表す。

次に、純溶媒のモル体積をVmとして

μ*(p+Π)=μ*(p)+Vmpp+Πdp

μ*(p+Π)=μ*(p)+VmΠ・・・③

①、②、③をまとめると

ΠVm=-RTlnxA

xA+xB=1より

ΠVm=-RTln(1-xB)

ここで、ln(1-x)はマクロリン展開すると、ln(1-x)=-x-x2/2-x3/3-x4/4-・・・

なので、xB≪1ならば、ln(1-xB)=-xBとなる。よって

ΠVm=xBRT

また、xB≪1のとき、xB=nB/nAと近似できるので

ΠnAVm=nBRT

nAVm=V(Vは溶液側の溶媒の全体積)となる。

 ΠV=nBRT

浸透圧に関する雑学

に生息する淡と、を生活とする

アロワナに放つと死んでしまうし、クマノミ金魚鉢に入れるとやはり昇天してしまう。なぜなのか。

原因のひとつが、浸透圧である。

に包まれて生きている。淡の体液のほうが周囲のより塩分濃度が高い。よって浸透圧によりがどんどん体に染み込んでこようとする。ゆえに淡は自分からを飲むことはほとんどなく、常時浸透してくるを排出するためごく薄い尿をひっきりなしに排している。

逆に、の場合、体液よりものほうが塩分濃度がよほど高い。浸透圧体から分がどんどん逃げていく。そのままではのなかに居ながらにして脱症状で死んでしまうので、はガブガブを飲み、非常に濃い尿をごく少量排することで対応している。

このようにでは浸透圧の対処法がまったく正反対なのだ。淡で、またが淡で生きていられないのはこのためである。淡に放り込まれたら、を飲むことを知らない淡はたちまち分を奪われ、体液の濃度ばかりが高くなりすぎてしまう。を飲んだとしてもそれはだ。塩分を排出して分だけ吸収するという機がないため、やはり体液の濃度バランスが狂ってに召されてしまう。

映画ファインディング・ニモ」の開中、アメリカでは、ペットショップカクレクマノミを購入してきて「自然に帰してあげる」とトイレに流す行為が流行したことがある。クマノミトイレ下水道は淡だ。トイレから放流されたクマノミたちがどのような運命を辿ったのかは、当記事をお読みいただいた諸氏には容易に想像できるだろう。

ちなみに、淡の一部には、低濃度のでなら生存な種類が存在し、またにも塩分濃度の薄い環境にも耐えられるものがいる。つまり、塩分に耐性のある淡を低濃度のに、塩分濃度の低いに適応できるを薄いに、それぞれ時間をかけて致させると、淡をおなじ水槽で飼育することができるようになる。金魚サバが混泳する妙なも作れるわけだ。
ただし、シルバーアロワナディスカスのようなアマゾン産の熱帯魚の多くは、と切り離されて長い霜を経ているため、いくら慣らそうとしても薄いで飼うことはできないようだ。淡の雑居水槽をお考えの際は、くれぐれも生体に理を強いることのないようご留意いただきたい。

関連動画

関連項目


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読み:シントウアツ
初版作成日: 11/06/25 08:56 ◆ 最終更新日: 16/03/09 14:01
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浸透圧について語るスレ

5 : ななしのよっしん :2013/08/29(木) 23:43:52 ID: dMdv1ix61a
浸透圧検索すると1pageについてなら多分一番高度な内容が書いてあるw
6 : ななしのよっしん :2014/12/31(水) 20:51:26 ID: HMfahDbdgV
なるほど全くわからん。


浸透圧シンフォニーの意味を調べに来ただけなんや・・
7 : ななしのよっしん :2014/12/31(水) 20:58:55 ID: dMdv1ix61a
>>5
はえた
8 : ななしのよっしん :2015/06/05(金) 01:07:03 ID: ABR9C8BosB
スプラトゥーン浸透圧という聞き慣れてるようで全く意味がわからないを知りに来たが、まさか大百科に記事があったとはなぁ…w
9 : 月夢(○´ω`○)ゞ :2015/06/25(木) 23:59:21 ID: zSCCKvD37K
>>8 おま
10 : ななしのよっしん :2015/06/26(金) 03:10:36 ID: 3xDC0xYn6G
スプラトゥーンにおける浸透圧テンションとほぼ同義ととっていいんじゃないかな
11 : ななしのよっしん :2015/07/24(金) 23:56:13 ID: dMdv1ix61a
記事作成者だけど、スプラトゥーンのおかけで閲覧者増えてきたのはいいけど、わかりにくすぎるんだよなぁ。
いくらなんでも自己満すぎるから、近々図でも追加してみます。
12 : ななしのよっしん :2015/07/29(水) 20:20:05 ID: Q46CrvYRCX
浸透圧が作用する実例をもっと示すと分かりやすいかも
細胞膜が半透膜ゆえに、生物分野でよく見かける
関連動画にあるナメクジとか、植物の膨圧や原形質分離とか、と淡浸透圧対策とか・・・
13 : ななしのよっしん :2015/09/07(月) 19:28:10 ID: dMdv1ix61a
>>12
遅くなったけど、文章だけ追加してみました
図を追加しようと、自分で作ろうと考えたが、下手すぎてさすがにやめました・・・
絵心あるやつが科学カテで活躍すれば、図鑑見る感覚で楽しく見られそうなのに
14 : ななしのよっしん :2016/09/10(土) 07:20:58 ID: q0gwRNS9Dm
このタグボカロ曲あるので関連動画によろしく
>>sm18954843
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