半透膜について

質問

ある人から質問を受けました。
　たとえば、水と塩化ナトリウムの水溶液を半透膜をはさんで接触させると、浸透圧の説明の場合、半透膜を水は通過できるが、塩化物イオンやナトリウムイオンは通過できないので、水が塩化ナトリウム水溶液のほうに浸透するので圧力が生じ、その圧力が浸透圧であると。
　しかし一方、透析の場合はイオンのみが半透膜を通り抜けるので（塩化物イオンやナトリウムイオンは通過できるので）、コロイドが精製できると。
　浸透圧の説明では、イオンが半透膜を通過できないことを理由にし、透析では半透膜をイオンが通過できることを理由に説明しています。
　この矛盾はどのように説明したらよいのでしょうか？
　ひとつは、測定や実験の目的が違うのだから、半透膜そのものの穴の大きさが違う。すなわち、透析の場合、半透膜の穴が大きいのでイオンは通すがコロイドは通さないと説明する。
　もうひとつは、半透膜の穴の大きさは同じであるが、透析は長時間にわたる現象であるが、浸透圧は時間に関係のない概念であるので二つは全く異質の概念であると説明する。（実際、Ｕ字管で半透膜を挟んで実験をすると、はじめは浸透圧の影響で水から塩化ナトリウム水溶液のほうに水が移動していくが、長時間たつと水の浸透が止まり、塩化ナトリウム管の水面が下がり、元に戻るようですが。
　ぜひ、いい説明の仕方を教えて下さい。

回答No.2

38endoh · ベストアンサー

両方とも正しいことをおっしゃっていると思います。

　半透膜とは「一部の成分だけを透過させる膜」のことです。特定の物質名ではありませんので念のため。半透膜と言ってもいろんな種類があり，何を透過し何を透過しないかは，その膜が何でできていてどういう構造（穴の大きさ）を持っているかによって決まります。

　次に拡散のことについてですが，もし仮に半透膜の穴の大きさがすべて均等で，尚かつ熱運動もしていなければ，透過するか透過しないかを厳密に制御することが可能だと思いますが，そうでない場合は結局はすべての物質が透過してしまうでしょう。もしそうなら，現象論的には「透過速度に差が生じるだけ」と言うことになるかと思います。

お礼

ありがとうございました。半透膜とは概念であり、穴の大きさに違いがあってよいということがはっきりしました。また、「拡散」とか「透過速度」という言葉も大変参考になりました。

回答No.1

ume_pyon

そうですね．
一番納得いく説明は，単純に
「浸透圧と透析に用いる半透膜は種類が違う」
ということだと私は思います．

さっき高校の参考書を捲ってみたところ，

「セロハン膜はイオンまで透過させてしまうので，NaCl溶液に対する半透膜には適していない．（中略）したがって，通常浸透圧を説明するための半透膜は，溶質分子だけを自由に通し，他の溶質粒子（分子，イオン）を一切通さないという，理想的な半透膜であるとされる」

とありました．
また，コロイドの透析にはセロハン膜を用いていますので，明らかに浸透圧に用いるものと違ってイオンを透過できますので，コロイドを精製できます．

お礼

回答ありがとうございました。私への質問者にもこれで回答できます。