不同面积的半透膜装置

1. 渗透压的名词解释

渗透压即：对于两侧水溶液浓度不同的半透膜，为了阻止水从低浓度一侧渗透到高浓度一侧而在高浓度一侧施加的最小额外压强称为渗透压。渗透压与溶液中不能通过半透膜的微粒数目和环境温度有关。

所谓溶液渗透压，简单的说，是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高；

反过来，溶质微粒越少，即溶液浓度越低，对水的吸引力越弱，溶液渗透压越低。即与无机盐、蛋白质的含量有关。在组成细胞外液的各种无机盐离子中，

含量上占有明显优势的是Na+和Cl-，细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。在37℃时，人的血浆渗透压约为770kPa，相当于细胞内液的渗透压。

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渗透平衡，系关于溶解溶质于溶剂中，导致蒸气压的降低。成份1表溶剂，成份2表溶质。溶液中溶剂的化势(chemical potential)低于纯溶剂的化势（温度与压力维持定值时），

当薄膜两侧压力相同时，溶剂会由α相流到β相，惟当压力p(β)等温增大时，达相平衡状态，便可阻溶剂之流动，即两边化势相等。

因此，在等温之下，为使溶液中溶剂的化势与纯溶剂相等。所需增大的压力，称为渗透压(π)：

2. 超滤与透析的区别

一、原理不同

超滤：超滤是血液通过机器泵或者血压流经体蔽伏谈外滤器，在人工肾小球跨膜压的作用下，液体从压力高的一侧向压力低的一侧移动，通过对流的方式获得超滤液。

透析：透析依靠半透膜进行弥散和渗透。半透膜两侧的溶质浓度差就是驱动溶质移动的原动力，溶质从浓度高的一侧通过平衡膜向浓度低的一侧（弥散作用），水分子移向渗透浓度高的一侧（渗透作用）。

二、使用的膜不同

超滤：超滤膜的孔径在0.05um_1nm之间，主要用于截留去除水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质。宏碰

透析：透析所使用的半透膜厚度为10－20微米，膜上的孔径平均为3纳米，所以只允许分子量为1.5万以下的小分子和部分中分子物质通过，而分子量大于3.5万的大分子物质不能通过。

三、装置不同

超滤：超滤装置一般由若干超滤组件构成。

透析：透析所使用的装置是血液透析器。

(2)不同面积的半透膜装置扩展阅读

超滤的操作影响因素：料液流速、操作压力、温度、运行周期、进料浓度、料液的与处理、膜的清洗。

操作温度主要取决于所处理的物料的化学、物理性质。由于高温可降低料液的黏度，增加传质效率，提高透过通量，因此应在允许的最高温度下进行操作。

超滤膜透过通量与操作压力的关系取决于膜和凝胶层的性质。超滤过程为凝胶化厅友模型，膜透过通量与压力无关，这时的通量称为临界透过通量。

3. 血液滤过和透析的区别

随着现在社会生活的进步，很多人也患上了尿毒症，但是在医疗进步的条件下，尿毒症病人对透析方式有了更多的选择，开始从以往血液透析到血液滤过，再发展到现在的血液透析滤过。这三者之间的继承发展存在着哪些区别呢?出于对健康的需要，我们都有必要详细了解一下。
正常人尿液生成主要是通过肾小球的滤过和肾小管的重吸收及分泌功能。血液滤过就是模仿肾单位的这种滤过原理设计的，但没有肾小管的重吸收功能。治疗过程中需要补充大量的与细胞外液成分相似的液体，来替代肾小管的功能。
血液滤过与血液透析的主要区别在于，血液滤过是通过对流的方式清除溶质，而血透是通过弥散的作用清除溶质。前者与正常肾小球清除溶质的原理相仿，清除中、小分子物质的能力相等，而血透对尿素、肌酐等小分子物质有较好的清除率，而对中分子物质的清除能力则较差。 血液滤过的方法是将患者的动脉血引入到具有良好通透性并与肾小球滤过膜面积相当的半透膜滤器中，由于血液区和膜外间存在着跨膜压梯度，当血液通过滤过器时，血浆除蛋白质及细胞等有形成分外，水分和大部分中小分子物质均被滤出，以达到清除潴留于血中过多的水分和溶质的治疗目的。
血液滤过适用于下列情况
1。顽固性高血压：药物和血液透析不能控制的顽固性高血压患者，应用血滤后，血压都恢复正常。可能与血滤时清除了血浆中某些加压物质有关。也可能与血滤时心血管系统及细胞外液比较稳定，减少了对肾素-血管紧张素系统的剌激有关。
2。水潴留和低血压：对于水潴留伴有低血压的患者，不可能通过血透排除足够的水分，因为透析早期即出现低血压和虚脱。这些患者如果改换血液滤过，循环障碍的表现明显改善。血滤最主要的优点就是能清除大量的液体而不引起低血压。
3。高血容量性心力衰竭：这类病人在血液透析时往往会加重病情，而血液滤过则可减轻或治疗这类心衰，因为
①血液滤过可迅速清除过多的水分,减轻心脏前负荷。
②虽然脱水效果好，使血容量减少，但它属于等渗脱水，使外周血管阻力增高，保持了血压稳定性。
③清除大量水分后，血浆白蛋白浓度相对升高，有利于周围组织水分进入血管内，减轻水肿。
④不需使用醋酸盐透析液，避免了由此引起的血管扩张和心脏收缩力抑制。由于上述种种优点，故对于利尿剂无反应的心功能不全患者，血液滤过是一个有效的治疗方法。
血液滤过虽然有它的有利一面，但使用起来也有它的缺点：
①由于需要补充大量的置换液，所以费用高。
②容量平衡失调，如果滤过器没有自动化容量平衡装置，全靠人工操作，不是容量不足产生低血压，就是容量过多而增加心脏负荷。
③对小分子物质清除较血液透析差。

4. 如图为6个渗透装置，半透膜小袋内充满0.3g/4L9蔗糖溶液，用不同表面积9半透膜小袋做实验，开始6段时

分析图可知：图为渗透装置，有半透膜，半透膜两侧的溶液不同，有浓度差．半透膜内是蔗内糖溶液，外面是容清水．半透膜内溶液浓度高，所以水分子进入半透膜，液面逐渐升高．而渗透作用与膜的表面积有关，随半透膜表面积的增大，单位时间内进入到玻璃管内的水量增多，所以玻璃管内液面的升高也越快．
故选：B．

5. 某兴趣小组设计了两套渗透装置来探究关于渗透作用的问题。

①探究溶液上升速率与半透膜面积和溶液体积的关系
②溶液上升速率与半透膜面积和溶液的体积有关，成正比例关系
（2）①②B﹥C ③大于

6. 什么事一级RO膜

反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97%-98%）。反渗透是目前高纯水设备中应用最广泛的一种脱盐技术，它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物；反渗透（RO）、超过滤（UF）、微孔膜过滤（MF）和电渗析（EDI）技术都属于膜分离技术。 具体原理：渗透是一种物理现象.当两种含有不同盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止.然而,要完成这一过程需要很长时间,这一过程也称为渗透压力.但如果在含盐量高的水侧,试加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力.如果压力再加大,可以使方向相反方向渗透,而盐分剩下.因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压力到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中杂质、盐分的目的.纳滤纳滤 ( NF，Nanofiltration)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。与其他压力驱动型膜分离过程相比，出现较晚。它的出现可追溯到70年代末J.E. Cadotte的ＮＳ-3 0 0膜的研究，之后，纳滤发展得很快，膜组器于80年代中期商品化。纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来，如CA、CTA膜、芳族聚酰胺复合膜和磺化聚醚砜膜等。但与反渗透相比，其操作压力更低，因此纳滤又被称作“低压反渗透”或“疏松反渗透”( Loose RO )。纳滤分离作为一项新型的膜分离技术，技术原理近似机械筛分。但是纳滤膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。微滤微滤又称微孔过滤，它属于精密过滤，截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐抱子虫、藻类和一些细菌等，而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。基本原理是筛分过程，操作压力一般在0.7-7kPa，原料液在静压差作用下，透过一种过滤材料。过滤材料可以分为多种，比如折叠滤芯、熔喷滤芯、布袋式除尘器、微滤膜等。透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜，利用其均一孔径，来截留水中的微粒、细菌等，使其不能通过滤膜而被去除。决定膜的分离效果的是膜的物理结构，孔的形状和大小。微孔膜的规格目前有十多种，孔径范围为0.1～75 μm，膜厚120～150µm。膜的种类有：混合纤维酯微孔滤膜；硝酸纤维素滤膜；聚偏氟乙烯滤膜；醋酸纤维素滤膜；再生纤维素滤膜；聚酰胺滤膜；聚四氟乙烯滤膜以及聚氯乙烯滤膜等。超滤超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在20－1000A°之间。中空纤维超滤器（膜）具有单位溶器内充填密度高，占地面积小等优点。 在超滤过程中，水深液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的深剂（水）及小分子溶质透水膜，成为净化液（滤清液），比膜孔大的溶质及溶质集团被截留，随水流排出，成为深缩液。超滤过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积，超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡，且通过清洗可以恢复。超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需增加任何化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中，超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液，一般只能得到10～50％的浓度。

7. 如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内

结合图与表分析如下：由于水分子可以透过半透膜，蔗糖分子不能透过，甲、乙装置的蔗糖溶液体积相同，甲装置半透膜的面积是乙装置半透膜的面积的2倍，故相对乙装置而言，甲装置在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量较多，导致液面上升速度较快，但由于两装置漏斗内蔗糖溶液的体积相同，最终漏斗颈的液面高度持平，则甲对应曲线2，乙对应曲线3；甲和丙两装置半透膜面积相同，但丙装置漏斗内蔗糖溶液的体积是甲装置的2倍，故相对甲装置而言，丙装置在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量较多，导致液面上升速度较快，但因丙装置漏斗内蔗糖溶液的体积较多，漏斗颈的液面高度最终比甲装置高，则丙对应曲线1．
故选：A．