1. 半透膜的一側有不能透過的離子,為什麼兩側濃度相等還是會發生電解質分布不均
這看半透膜性質和相關分子性質。包括親水性疏水性,對特定分子的親和性,帶電極性和離子強度等。
以生物膜為例,生物膜主要成分是磷脂雙分子層,親水性的頭朝向水,胞內外都有水,疏水性的尾則在內部。水分子可以與磷脂的頭相互吸引,但是和尾端卻不會,這樣子,胞內外雖然都有水,但一定程度上水分子的自由擴散相對受阻。
而且雙分子層親脂性,也就是疏水性的內部水很少,幾乎沒有。對於水溶性,脂不溶性的一些分子,例如水溶性維生素(B族維生素和Vc)明顯地和雙分子層表面頭部互斥,而且雙分子層上沒有足夠多水分子可以溶解並促進其擴散。但是脂溶性分子(如Va Vd Ve等)只要接觸到雙分子層就很容易吸收。
但是生物膜上有些蛋白,如水通道蛋白,可以專一性地轉運水分子。在沒有雙分子層的假定條件下,胞內外水自由擴散速度很快,而在只考慮雙分子層不考慮水通道蛋白的時候,水自由擴散速明顯降低,但實際實驗當中發現擴散速率明顯偏高,後來發現這是因為雙分子層上具有水通道蛋白,增加了水分子運輸的速度。蛋白質參與的運輸主動控制選擇性透過。
再看非生物膜,可以參看一些生物分離工程的書籍當中膜的內容。有的是用膜分子間間隙孔徑大小稍微大於允許透過的分子大小。有的是膜兩邊的不對稱性和特定的化學反應,在一側特定分子於膜中的分子發生反應,反應後的產物由於一些性質遷移到另一面,於另一面的物質反應,釋放目的分子,有的是通過。還有其他的像利用蛋白質親和等的膜。