關于“滲透作用”教學難點的突破

何漢卿小

[摘 要]滲透作用是指水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜從高濃度的地方向低濃度的地方擴散。滲透作用又是一種特殊的擴散。通過對分子運動、擴散作用的理解來突破滲透作用的原理及過程這個難點，會起到事半功倍的效果，同時又能培養學生的發散思維能力，能較好地達到教學目標。

[關鍵詞] 分子運動；擴散作用；滲透作用；

在“物質跨膜運輸的實例”一節教學過程中，滲透作用原理及過程比較抽象，教師難以講清，學生難以理解、掌握和運用。從教材安排來看，如何突破滲透作用這一難點和重點是達到本節教學目標的關鍵，其他內容采取類比的方法都可迎刃而解。如植物細胞的吸水和失水，根毛細胞如何從土壤中吸水等問題。

一、分子運動

分子運動論認為：①物體是由大量分子組成的，分子永不停息地做無規則運動，分子之間存在著相互作用力。大量分子無規則的運動叫做分子的熱運動。 ②實際上，構成物質的單元是多種的，或是原子（金屬），或是離子（鹽類），或是分子（有機物）。在熱力學中，由于這些微粒做熱運動時遵從相同的規律，所以統稱分子。③無數客觀事實（如布朗運動、擴散現象等）證明了分子運動論的正確性。它能很好地解釋各種不同物質的結構和特點，及所有的熱現象，并把物質的宏觀現象和微觀本質聯系起來。綜上所述，物體是由大量分子組成的，分子永不停息地做無規則運動。

二、擴散作用

擴散作用是指在濃度差或其他推動力的作用下，由于分子、原子等的熱運動所引起的物質在空間的遷移現象，是質量傳遞的一種基本方式。以濃度差為推動力的擴散，即物質組分從高濃度區向低濃度區的遷移，是自然界和工程上最普遍的擴散現象；以溫度差為推動力的擴散稱為熱擴散；在電場、磁場等外力作用下發生的擴散，則稱為強制擴散。

在化工生產中，物質由于濃度差的推動在足夠大的空間中進行的擴散最為常見，一般分子擴散就指這種擴散，它是傳質分離過程的物理基礎，在化學反應工程中也占有重要地位。此外，還經常遇到流體在多孔介質中的擴散現象，它的擴散速率有時控制了整個過程的速率，如有些氣固相反應過程的速率。至于熱擴散只在穩定同位素和特殊物料的分離中有所應用，強制擴散則應用甚少。

綜上所述，一般的擴散是指在濃度差的作用下，一種物質的分子從高濃度的地方向低濃度的地方運動，直到平衡為止。其動力來源于物質的濃度差，擴散作用是一種特殊的分子運動，其特殊性在于物質的分子從高濃度地方運動到低濃度地方，一旦達到平衡，擴散作用就結束，但此時仍然存在分子的熱運動。

三、 滲透作用

滲透作用是指水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜，從高濃度的地方向低濃度的地方的擴散。其中半透膜是指一些物質（如水分子）可以通過，另一些物質（如蔗糖分子）不能通過的多孔性薄膜。如玻璃紙、膀胱膜、蛋殼膜等。就實質而言，滲透作用就是一種特殊的擴散作用，其特殊性在于物質的分子必須穿過半透膜，當達到平衡時，擴散作用、滲透作用均告結束，但此時仍然存在分子的熱運動，滲透作用的動力仍然來源于物質的濃度差。

課本關于滲透作用是這樣描述的：滲透作用是指水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散。概念中的低濃度和高濃度都是指溶質濃度，而前面所講的擴散作用、滲透作用中提到的濃度是指溶劑濃度，它們剛好相反，所以學生非常容易搞錯，造成思維混亂。在理解和應用滲透作用相關知識時，應把它看做是溶劑濃度，而在描述滲透作用這個概念時，則應把它看做是溶質濃度（與教材、現實及高考接軌）。

四、例證

如下圖所示，“U”形管中間被半透膜隔開，左右兩側分別加入等量的10%的葡萄糖溶液和10%的蔗糖溶液，開始時，左右液面等高，假設葡萄糖分子和蔗糖分子均不能通過半透膜，一段時間后，兩側溶液液面高度應為（ ）

A .左高右低 B .左低右高 C.左右等高 D.左側液面先升后降

解析：根據滲透作用產生必須具備的兩個條件（①具有半透膜，②半透膜兩側溶液必須具有濃度差）來判斷，由于半透膜兩側溶液的百分比濃度相等，很多同學都將答案誤判為C。但仔細分析后就會發現，左側10%的葡萄糖溶液的摩爾濃度約為0.62mol/L，而右側的蔗糖溶液的摩爾濃度約為0.32 mol/L。很顯然，從溶劑的濃度來考慮，右側溶液中的水分子密度明顯大于左側，水分子將從高濃度的右側透過半透膜向低濃度的左側擴散，直到平衡為止，從而導致左側液面升高，右側液面降低。故選 A。

責任編輯 一 覺