1. 概要: 浸透圧とは

概要: 浸透圧とは

水 などの小さい溶媒分子は透過できるが、大きな分子は透過できない (しにくい) 膜を 半透膜 semipermeable membrane という。

半透膜を隔てて一方に多量の溶質を含む溶液を、他方に少量の溶質を含む溶液を配置する。図 (Public domain) では、わかりやすくするために溶質を含む溶液と含まない溶液が描かれている。

図のような状況では、水分子が移動して水面から高いところで安定化する。これを水平レベルに戻すには圧力をかける必要があり、この圧力が 浸透圧 osmotic pressure である。

浸透圧の原動力となるのは、溶媒分子と溶液分子の相互作用 である。浸透圧は長年ピンときていなかったトピックなのだが、私の場合、この記述になかなか出会えなかったのがその原因だった。実際にどういう力なのかイメージしにくかったのである。

生体膜 は基本的に半透膜なので、細胞 が真水に晒される場合などに浸透圧が重要になってくる。

図 (Public domain) の左側のように、細胞の外側で溶質濃度が高い場合、細胞内の水が外に出てしまう。ナメクジに塩をかけた状態がこれに相当する。実際は溶けてしまうわけではなく、体内の水が外に出て縮んでしまうわけである。溶質濃度が生体よりも高い液体を 高張液 hypertonic solution という。

逆に、細胞の外側で溶質濃度が低い場合、水が細胞内に入り込んでくることになる。このような液体を 低張液 hypotonic solution という。細胞が膨張し、場合によっては破壊されてしまうこともある。

References

1. Amazon link: 小宮山、長棟 1997a (Book). 生命化学概論 (基礎化学コース). 丸善株式会社.
2. By Provenzano15 - Own work, CC BY-SA 3.0, Link
3. By Provenzano15 - Own work, CC BY-SA 3.0, Link

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