⑴ 什么是道南膜理论,请详细解释
唐南
F.G.Frederick George Donnan (1870~1956)英国物理化学家。1870年9月6日生于锡兰科伦坡,1956年12月16日卒于英格兰坎特伯雷。曾于莱比锡大学就读于J.A.威斯利采努斯和W.奥斯特瓦尔德,于柏林大学就读于J.H.范托夫,于伦敦大学就读于W.拉姆齐。1910~1913年任利物浦大学物理化学教授。1913~1937年,任伦敦大学化学教授。
唐南研究了胶体分散的理论和气液界面的吸附,解释了肥皂去污的原理。其最重要的成就是1911年提出了半透膜平衡理论(见膜平衡),并且为实验所证实,后人称之为唐南平衡。由于蛋白质一类的大分子或大离子不能透过半透膜,而溶剂等小分子却能自由通过,因此半透膜两边达到平衡时膜两边电解质的浓度并不相等。唐南平衡不仅对研究电解质的渗透现象十分重要,而且这种体系在生物膜现象中也非常重要。
唐南平衡 许多大分子化合物本身就是电解质,能在溶液中电离成聚离子和能通过半透膜的小离子,唐南平衡指的是半透膜两侧小离子的渗透平衡
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⑵ 用半透膜分离胶体粒子与电解质溶液的方法称为
用半透膜分离胶体与晶体溶液的方法称为渗析。
又称透析。一种以浓度差为推动力的膜分离操作,利用膜对溶质的选择透过性,实现不同性质溶质的分离。
如果把穿孔杯中的盐水换成糖水,则会发现烧杯中的清水不会带甜味。显然,如果把盐和糖的混合液放在穿孔杯内,并不断地更换烧杯里的清水,就能把穿孔杯中混合液内的食盐基本上都分离出来,使混合液中的糖和盐得到分离。这种方法叫渗析法。起渗析作用的薄膜,因对溶质的渗透性有选择作用,故叫半透膜。
⑶ 人为什么要补充电解质
电解质在人体中扮演着至关重要的角色,它们是构成人体内晶体渗透压的主要因素。这些物质不仅参与完成众多生理反应,还在细胞半透膜的基础上形成细胞膜电位。在多种机制的协同作用下,电解质通过去极化过程,产生动作电位等电生理活动,从而维持人体的正常生理功能,确保我们的生存。
此外,电解质在肾脏内也发挥着重要作用,它们参与代谢产物的排出过程。当肾脏功能正常时,电解质能够协助将体内的代谢废物和多余的水分排出体外,从而保持身体的内部环境稳定。这一过程中,电解质不仅起到了排泄的作用,还参与了维持身体的酸碱平衡和水平衡。
然而,当电解质失衡时,可能会对人体造成严重的健康威胁。例如,低钠血症可能导致神经系统症状,如头痛、恶心、呕吐等;高钾血症则可能引发心律失常等心脏问题。因此,保持电解质的平衡对于维持人体健康至关重要。
为了维持电解质的平衡,我们可以通过饮食来摄取足够的电解质。例如,多吃富含钾、钠、钙、镁等矿物质的食物,如蔬菜、水果、肉类和奶制品等。此外,保持充足的水分摄入也是维持电解质平衡的关键。在炎热的天气或进行剧烈运动时,身体容易出汗,导致电解质流失加快,此时更应注重补充电解质和水分。
总之,电解质在人体中发挥着不可替代的作用。了解并关注电解质的平衡对于维护我们的健康至关重要。通过合理的饮食和生活习惯,我们可以有效地预防电解质失衡所带来的健康问题。
⑷ 半透膜的一侧有不能透过的离子,为什么两侧浓度相等还是会发生电解质分布不均
这看半透膜性质和相关分子性质。包括亲水性疏水性,对特定分子的亲和性,带电极性和离子强度等。
以生物膜为例,生物膜主要成分是磷脂双分子层,亲水性的头朝向水,胞内外都有水,疏水性的尾则在内部。水分子可以与磷脂的头相互吸引,但是和尾端却不会,这样子,胞内外虽然都有水,但一定程度上水分子的自由扩散相对受阻。
而且双分子层亲脂性,也就是疏水性的内部水很少,几乎没有。对于水溶性,脂不溶性的一些分子,例如水溶性维生素(B族维生素和Vc)明显地和双分子层表面头部互斥,而且双分子层上没有足够多水分子可以溶解并促进其扩散。但是脂溶性分子(如Va Vd Ve等)只要接触到双分子层就很容易吸收。
但是生物膜上有些蛋白,如水通道蛋白,可以专一性地转运水分子。在没有双分子层的假定条件下,胞内外水自由扩散速度很快,而在只考虑双分子层不考虑水通道蛋白的时候,水自由扩散速明显降低,但实际实验当中发现扩散速率明显偏高,后来发现这是因为双分子层上具有水通道蛋白,增加了水分子运输的速度。蛋白质参与的运输主动控制选择性透过。
再看非生物膜,可以参看一些生物分离工程的书籍当中膜的内容。有的是用膜分子间间隙孔径大小稍微大于允许透过的分子大小。有的是膜两边的不对称性和特定的化学反应,在一侧特定分子于膜中的分子发生反应,反应后的产物由于一些性质迁移到另一面,于另一面的物质反应,释放目的分子,有的是通过。还有其他的像利用蛋白质亲和等的膜。