渗透压与反渗透的实际应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2017/10/20,#,渗透压与反渗透的实际应用,主讲人：张天仪,小组成员：赵振凯,程后杰,宋文轩,1,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,2,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。,3,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,4,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,5,应用举例,例,1-1,在,276.15K,时，测得血红蛋白水溶液的渗透压为,344.3Pa,，其浓度为,10.0g,L-1,，求血红蛋白的相对分子量。,解：解：根据公式,将数据带入，得,得,1,、测定大分子物质的相对分子质量,6,应用举例,例,1-3 25,C,海水的平均渗透压约为,3.04106Pa,，计算与海水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,3.04106Pa,根据公式,得,将数据带入，得,2,、计算溶液浓度,7,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,8,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。,9,高渗,等渗,低渗,10,晶体渗透压力和胶体渗透压力,晶体渗透压,胶体渗透压,概念,由晶体物质,(,电解质和小分子,),产生的,由胶体物质,(,高分子物质,),产生的,生理,功能,调节细胞间液和细胞内液之间的水分转移,调节细胞间液与血浆之间的水分转移,半透膜,细胞膜,毛细血管壁,11,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,12,反渗透,(,二,),反渗透技术的用途,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；,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。,13,反渗透,电力工业：锅炉补给水,食品饮料工业,:,配方用水,生产用水,;,饮用水净化,制药行业,:,工艺用水,制剂用水,洗涤用水,注射用水,药物浓 缩分离,化学工业,:,生产用水,废水处理,有价值物质的浓缩分离,石油化工,:,油田注入水,石化废水深度处理,海水淡化,:,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,14,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,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。,15,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,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。,16,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,河北建设的日产水量,18000,吨的,亚海水,脱盐装置是国内最大的使用海水淡化膜的反渗透装置,。今后国内海水淡化膜的应用将进入一个新时期，不久的将来，我国也会建设日产水万吨级的海水淡化装置。此外国内已开始商业生产海水淡化反渗透膜元件。,17,THANKS FOR WATCHING,18,