浸透圧って、圧力のなかでもけっこう特殊な気がするんですけど、
どうしてそういう力が働くのか、解る方、おしえて!

A 回答 (3件)

浸透圧は、半透膜(水分子のような小さな分子を通し、ナトリウム分子など大きな分子を通さない膜)により隔たれた液体間の濃度の差によって起こります。



下の方々の回答を見れば分かると思いますが。

身近(?)な例を挙げてみたいと思います。ちなみに、この世のほとんどのものは半透膜です。まったく分子を通さないものを不透膜といいますが、これにはビニールなどが当てはまりますが、人工でない不透膜は存在していません。
以下の文には書いてありませんが、赤血球の生体膜やナメクジの表面、細胞壁や細胞膜なども半透膜です。

・溶血(血中の塩分濃度が薄くなり、赤血球内に水分が過剰に入り、破裂して赤血球内の内容物が流出する)

・ナメクジに塩をかけるとちっちゃくなる(体の外側の塩分濃度が高くなることで、体内の水分が外へと移動する。)

・風呂に入ると指先などがふやける

などが挙げられます。

考えてみると、身近なところにも浸透圧によって起こる現象というものは数多く、あまり特殊なものではないようです。
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どのレベルでお答えすればいいのか難しいのですが,とりあえず回答してみます。

なお,参考 URL のペ-ジも参考にして下さい。

ある物質の濃度の異なる溶液2つを一緒にすると均一な濃度になりますね。

今,半透膜と呼ばれる膜(水は通すが問題の物質は通さない膜)を挟んで上の2つの溶液を入れたとすると,上と同じく,両者は均一の濃度になろうとします。

しかし,間に半透膜があるため問題の物質は通過できませんので,膜を通過できる水だけが低濃度の側から高濃度の側へ移動します。

その結果,膜の左右で液量が異なってきます。

その結果,膜の左右にかかる水圧が異なり,液量の多い方(物質が高濃度だった方)の水圧が液量の少ない方(物質が低濃度だった方)の水圧よりも高くなり,水の移動が妨げられます。

結果として,ある時点で水の移動が止まります。この時の圧力差が浸透圧です。

つまり,「どうして浸透圧が働くのか」に対しては,存在する物質の濃度差を解消する(=平衡化する)ためというのが答えになります。

参考URL:http://www.hama-ro.co.jp/water.html#gcm2
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ちょっと考え方を変えれば、普通の圧力と一緒です。



濃度が違う液体を接触させると、濃い方から薄い方へ移っていくのは
理解できますね。

●が溶質の分子で、oが水の分子だと思ってください。

●o●o●o●o●o●
o●o●o●o●o●o●
o o o o o o
o o o o o o

な状態で、それぞれの分子がばらばらに動くので、

●o●o●o●o●o●
o●o o●o o●o
o o●o o o● o
o o o●o o o

とひろがっていくんですよね。

間に浸透膜があるということは、溶質が通れない大きさの孔が
空いた仕切りがあるということです。

●o●o●o●o●o●
o●o●o●o●o●o●
─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
o o o o o o o o o o o
o o o o o o o o o o o

水の分子は、さっきと同じように、好き勝手に動き回りますが
溶質は通れません。水の分子の少ない溶質のある側に入りこむ
確率が大きくなります。

それが、浸透圧の仕組みです。


最初にちょっと見方を変えれば、と書いたのは、水の濃度、
つまり、「水の分子が容積に占める割合」として考えれば、
水が濃い方から、水の薄い方へ移っている、と考えられます。

そう、ただ、濃い方から薄い方へ移動しているだけなんです。
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