宮澤雪野 發問時間: 科學化學 · 1 0 年前

有關滲透壓的題目...和同學辯了好久

這是大學普生的題目,和同學辯了好久都沒有共識,想請各位大大發表一下您認為最佳的答案,能詳述理由更好...有一U型管,底部以一半透膜隔開,此膜可容水分子和葡萄糖分子通過,左端為蔗糖2M,葡萄糖1M之水溶液,右端為蔗糖1M,葡萄糖2M之水溶液,實驗一開始時,左右兩側液面等高,試問:1.在實驗的最初,左側溶液相對於右側溶液的滲透壓為(A)高張(B)低張(C)等張2.當系統達平衡時,左右兩側會有何變化?(A)兩側蔗糖及葡萄糖之莫耳濃度會相等(B)左側液面會高於右側(C)右側液面會高於左側(D)兩側液面高度不變

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可是有可靠人士堅持第一題的答案是A耶,他的解釋是因為glucose會通透,所以無法對滲透壓形成貢獻,您覺得他的解釋合理嗎?

2 個解答

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    1.

    一開始應該是等張

    因為滲透壓P=ICRT正比C(表示莫耳濃度)

    I=粒子擴張變數(因為葡萄糖跟蔗糖都不會偶合跟解離 所以都是1) R是理想氣體常數 T是絕對溫度

    且遵守依數性質

    就是當粒子數相等 不管是大分子小分子還是離子都算是1個粒子

    所以剛開始左右兩邊水面等高 一開始左邊濃度=2M+1M=右邊濃度=1M+2M

    所以 P左=P右

    2.接著是應用到擴散定律 粒子會均勻分布在整個溶液 且本題的半透膜可以允許葡萄糖通過 表示葡萄糖會變成在整杯溶液是均勻的 左右濃度相等

    所以右邊的葡萄糖會跑(跑是誇張了點 因為擴散不耗能)到左邊

    跑到右邊之後 P左>P右 所以水會也跑到左邊平衡滲透壓 

    所以答案是B

    (A)之所以錯是因為蔗糖跑不掉~

    Ans:1.(C)2.(B)

    2006-06-08 22:00:43 補充:

    左端液面升高 為什麼跟熱力學不符?左邊作功是沒錯 但是此系統也不是恆溫 有可能因為吸收環境熱量或者其他外在因素吸收能量 最後跟整個環境達到平衡 在此平衡的條件1.左邊蔗糖濃度跟右邊相等 2.左邊葡萄糖濃度跟右邊相等3.左邊水濃度跟右邊相等所以如果是我 我A可能會考慮一下

    2006-06-10 14:00:25 補充:

    右側葡萄糖要擴散到左側時, 需要有壓力差, 但沒有壓力差為什麼需要壓力差?濃度高擴散就快 左邊蔗糖應該也想跑 可是被擋住跑不掉 如果蔗糖可以通透此膜  單位時間內會有兩個蔗糖和一個葡萄糖分子從右邊跑到左邊 一個蔗糖跟兩個葡萄糖從左邊跑到右邊 達成動態平衡 但是去掉蔗糖會跑之後 明顯 右邊葡萄糖速率快  樓下大大說濃度已經平衡 那是根據依數性質 可是今天膜有選透性 可能不是這麼單純 

    參考資料: 不死的化學魂
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  • 光弟
    Lv 7
    1 0 年前

    1.C2.D平衡, 意指系統達到最低能量, 最大亂度的狀況.擴散, 是系統欲達到最大亂度的行為.兩邊液位相同, 表示系統能量已最低.水在兩邊濃度相等, 已無擴散的驅動力.只有葡萄糖因濃度差, 有擴散的驅動力, 但擴散到左端, 造成左端滲透壓升高, 而造成左端液面升高---位能增加, 顯然與熱力學不符.所以兩側液面高度不變.

    2006-06-07 01:18:26 補充:

    可靠人士觀念有待商榷.水也通透, 難道也無法對滲透壓形成貢獻?滲透壓是溶液整體的性質, 通透是膜內及膜表發生的事件, 毫不相干!

    2006-06-10 12:20:17 補充:

    (跑是誇張了點 因為擴散不耗能)樓上網友這句話已作了解答---- 擴散不耗能.起先兩側滲透壓相等, 右側葡萄糖要擴散到左側時, 需要有壓力差, 但沒有壓力差.G = U + PV - TSdG = dU + PdV + VdP - TdS - SdTT 與 P 固定下:dG = dU + PdV - TdS 此時兩邊能量與亂度(G 與 S)已達平衡, 右側亂度 = 右側亂度, TdS = 0, dG = 0, PdV =0.右側一個葡萄糖分子擴散至左側, 左側就有一個葡萄糖分子擴散至右側, 達成一動態平衡.

    參考資料: 熱力學
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