渗透压模拟器

渗透压的理论与应用

范特霍夫方程

渗透压 π 由范特霍夫方程 π = icRT 描述，其中 i 为范特霍夫系数（解离粒子数），c 为摩尔浓度（mol/L），R 为气体常数 0.08206 L·atm/(mol·K），T 为绝对Temperature（K）。关键在于：渗透压只取决于溶质粒子的数量，与其化学性质无关。

电解质为何 i > 1

NaCl 等电解质在水中几乎完全解离：NaCl → Na⁺ + Cl⁻，产生约2倍的粒子，所以 i ≈ 2。CaCl₂ 给出 Ca²⁺ + 2Cl⁻，i ≈ 3。葡萄糖等非电解质不解离，i = 1。

血液渗透压与体液调节

人血渗透浓度约 285–295 mOsm/L。静脉注射生理盐水（0.9% NaCl）正是为了与血液等渗。低渗溶液会导致红细胞膨胀溶血，高渗溶液则导致红细胞皱缩。

喝海水为何会脱水

海水渗透压约为 28 atm，远超血液。体内水分反而通过肠壁流出，肾脏排盐也消耗大量水分，结果越喝越渴、越喝越缺水。

反渗透膜净水原理

在溶液侧施加超过渗透压的压力，可将水分子通过半透膜从浓缩侧压向纯水侧。海水淡化厂使用 60–80 atm 的高压泵，可去除 99% 以上的细菌、病毒和重金属。