渗透压与反渗透的实际应用

1、渗透压与反渗透的实际应用小组成员：赵振凯 渗透压 通过半透膜发生的表面上单方向扩散的现象，成为渗透现象。 由于半透膜两边的溶液单位体积内水分子数目不同而引起稀溶液溶剂分子渗透到浓溶液中的倾向。为了阻止发生渗透所需施加的压力，叫溶液的渗透压。(一) 渗透现象和渗透压非电解质稀溶液的渗透压与温度、浓度的关系，同理想气体定律完全符合，即vant hoff (范特霍夫)方程(1886) 溶液的渗透压kpa；v 溶液的体积，l；n 溶液中溶质的物质的量，mol；r：摩尔气体常数， 8.314 j mol-1 k-1 ； t： 热力学温度，k； c：溶液的物质的量浓度， mol l-1 ； 在一定体积和温

2、度下，非电解质稀溶液的渗透压和溶液中所含溶质的物质的量成正比，而与溶质的本性无关。vant hoff (范特霍夫)方程(1886) 令： 则vant hoff (范特霍夫)方程可写作对于非电解质的高分子稀溶液以 对 作图从直线截距求高分子的平均摩尔质量如果两个溶液的浓度相同，则它们的渗透压相等，称之为等渗溶液。如果两个溶液的渗透压不相等，则浓度叫高的溶液成为高渗溶液，浓度较低的溶液称为低渗溶液。对于很稀的水溶液，溶液的物质的量浓度近似等于其质量摩尔浓度，因此范特霍甫公式可改写成（二）渗透压的应用应用举例例例1-1 1-1 在在276.15k276.15k时，测得血红蛋白水溶液的渗透压为时，测得

3、血红蛋白水溶液的渗透压为344.3pa344.3pa，其浓度为其浓度为10.0g10.0gl-1l-1，求血红蛋白的相对分子量。，求血红蛋白的相对分子量。解：解：根据公式解：解：根据公式将数据带入，得将数据带入，得得得1、测定大分子物质的相对分子质量、测定大分子物质的相对分子质量应用举例例例1-3 251-3 25 c c海水的平均渗透压约为海水的平均渗透压约为3.043.04106pa106pa，计算与海水，计算与海水等渗的尿素溶液的浓度？等渗的尿素溶液的浓度？解：由题意可知尿素溶液的渗透压应为解：由题意可知尿素溶液的渗透压应为3.043.04106pa106pa根据公式根据公式得得将数据带

4、入，得将数据带入，得2、计算溶液浓度、计算溶液浓度生物体液的渗透压是由体液中的电解质组分、非电解质组分和大分子组分等各种溶质粒子决定的。这些具有渗透效应的溶质粒子（分子、离子）统称为渗透活性物质。渗透浓度是指溶液中渗透活性物质的物质的量除以溶液的体积。用符号“cos”表示，单位为：mmol/l渗透浓度实际上反映了溶液的渗透压的大小。医学上常用渗透浓度表明血浆等体液的渗透压的大小。（三）渗透压在医学上的意义 在医学上，称50gl-1的葡萄糖水溶液或9.0gl-1的nacl水溶液为生理等渗溶液。高渗高渗等渗等渗低渗低渗晶体渗透压力和胶体渗透压力晶体渗透压力和胶体渗透压力晶体渗透压晶体渗透压胶体渗透

5、压胶体渗透压概念概念由晶体物质由晶体物质(电解质和小电解质和小分子分子)产生的产生的由胶体物质由胶体物质(高分子物质高分子物质)产生的产生的生理生理功能功能调节细胞间液和细胞内调节细胞间液和细胞内液之间的水分转移液之间的水分转移 调节细胞间液与血浆之调节细胞间液与血浆之间的水分转移间的水分转移半透膜半透膜细胞膜细胞膜毛细血管壁毛细血管壁反渗透 把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压，渗透压的大小决

6、定于浓液的种类，浓度和温度，与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。(一) 基本原理反渗透(二)反渗透技术的用途苦咸水、海水的淡化；苦咸水、海水的淡化；去除水中有机物、细菌和胶体及溶于水中的其它杂质；去除水中有机物、细菌和胶体及溶于水中的其它杂质；废水处理回用；废水处理回用；作为一种浓缩方法，能回收溶解在溶液中有价值的成份。作为一种浓缩方法，能回收溶解在溶液中有价值的成份。反渗透电力工业：锅炉补给水电力工业：锅炉补给水 食品饮料工业食品饮料工业: : 配方用水配方用水, ,生产用水生产

7、用水; ;饮用水净化饮用水净化制药行业制药行业: :工艺用水工艺用水, ,制剂用水制剂用水, ,洗涤用水洗涤用水, ,注射用水注射用水, ,药物浓药物浓 缩分离缩分离化学工业化学工业: :生产用水生产用水, ,废水处理废水处理 , ,有价值物质的浓缩分离有价值物质的浓缩分离石油化工石油化工: :油田注入水油田注入水, ,石化废水深度处理石化废水深度处理海水淡化海水淡化: :沿海缺水地区、船舶、海水油田等生产生活用水沿海缺水地区、船舶、海水油田等生产生活用水反渗透技术适合应用行业反渗透反渗透技术在化工行业的应用废水处理，以达到环保排放标准废水处理，以达到环保排放标准为生产系统供应除盐水为生产系统

8、供应除盐水浓缩分离有价值物质，如回收废酸或贵金属等。浓缩分离有价值物质，如回收废酸或贵金属等。反渗透反渗透技术在化工行业的应用废水处理，以达到环保排放标准废水处理，以达到环保排放标准为生产系统供应除盐水为生产系统供应除盐水浓缩分离有价值物质，如回收废酸或贵金属等。浓缩分离有价值物质，如回收废酸或贵金属等。反渗透反渗透技术在水处理业的应用现状 国外已有日产水量10万吨级的反渗透海水淡化装置，目前正在运行的大型卷式膜海水淡化装置的单机能力为日产水量6000吨。国内已建和在建的反渗透海水淡化装置日产水量350-1000吨，国外单段反渗透海水淡化的水利用率最高达45%，国内多为35%，另外国内渔船上装载的反渗透海水淡化膜多用直径为2.5英寸的小型膜元件。目前国内批量生产海水淡化装置的公司不超过10家，在河北