Question

一道扩散与渗透的题目

倒置的长颈漏斗插在玻璃槽中，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加蔗糖酶。最可能的实验现象是：
答案：
漏斗中的液面开始时先上升，加酶后，再上升后下降。
我想问：为什么后来会下降的？还有最后达到平衡后，倒置的长颈漏斗中的葡萄糖与
果糖的分子数和玻璃槽中的葡萄糖与果糖的分子数一样多？
渗透的条件是两边有物质的量浓度差，如果有多种溶质，是不是将各种溶质的物质的
量的浓度加起来就可以了
平衡状态后，两个系统中溶质分子的情况是什么？

Answer 1

首先来分析一下实验过程：
1、考虑初态时：长颈漏斗中溶质只有蔗糖，其渗透压高于玻璃槽（蒸馏水)。此时长颈漏斗叶面高于玻璃槽的。长颈漏斗中液体的重力势+渗透势=0
2、加入酶试剂后（由于酶的高效性，加的量远少于蔗糖量，故忽略它产生的渗透压，便于说明。不忽略结果是基本一样的，只是说起来比较乱）：酶使蔗糖分解为果糖和葡萄糖。漏斗中液体溶质增多。渗透压增高，吸水，液面上升。从水势角度讲，渗透势的绝对值升高，则代数值降低，重力势+渗透势<0，水从高水势处（玻璃槽，水势为0）流向低水势处。
3、果糖、葡萄糖、水都能通过半透膜，两种单糖经过扩散作用，向玻璃槽移动。玻璃槽内的渗透压增高，半透膜两侧的渗透压差逐渐减小，水回流到玻璃槽内。
（在解题方面，凡是能透过半透膜的，都可以看作为一种“水”。则此时内外都是“水”，且漏斗内的“水”液面高，自然要回落。）
4、末态：半透膜两侧渗透压相同，内外液面相同。若考虑酶的浓度，则漏斗内略高一点。
由于单糖可以像水一样自由扩散，所以两个系统中单糖分子的浓度是一样的。而酶分子只在漏斗中有（不能穿过膜）
再来解答其他问题。
1、关于渗透压的问题：
一般高中生物中考虑半透膜问题只是水势平衡，半透膜可以通过的物质为不带电的分子。这时渗透压的计算有一个公式：
范特荷甫定律。用方程式表示如下： πV=nRT 或π=cRT 式中π为稀溶液的渗透压，V为溶液的体积，c为溶液的浓度，R为气体常数，n为溶质的物质的量，T为绝对温度。
范特荷甫公式表示，在一定温度下，溶液的渗透压与单位体积溶液中所含溶质的粒子数（分子数或离子数）成正比，而与溶质的本性无关。
则只要将各个粒子浓度相加即可。
如果是如阳离子选择透过膜，还涉及电势问题，则要通过能斯特方程计算，不是简单的相加，与离子的电荷量有关。
2、 最高点问题：最高点时，水进入漏斗和出漏斗的速度是相同的，则半透膜两侧水势是相同的。因为漏斗内部的水势=重力势+漏斗渗透势=玻璃槽内的水势=玻璃槽渗透势，而重力势都是正值，渗透势都是负值，所以漏斗渗透势<玻璃槽渗透势。所以漏斗内的溶液浓度更高。
3、实验器材问题。虽然高中生物中经常能看到的U形管。但实际操作我们一般用分液漏斗或长颈漏斗。有以下几个优点：U形管不容易安放半透膜，而漏斗只要封管口即可；一次可以探究多个溶液；便于拆装；应控制反应开始结束，不至于液体溢出；用较少溶液可看到明显现象
4、气压不影响渗透压
5、分子数=体积×浓度。浓度一样，体积大的一边分子数多
6、由于酶和蔗糖都只能存在于漏斗中，所以蔗糖会被分解完全。

Answer 2

整个装置是一个渗透系统。在一个渗透系统中，水的移动方向决定于半透膜两边溶液的水势高低。水势高的溶液的水，流向水势低的溶液。实质上，半透膜两边的水分子是可以自由通过的，可是清水的水势高，蔗糖溶液的水势低，从清水到蔗糖溶液的水分子比从蔗糖溶液到清水的水分子多，所以在外观上，烧杯中清水的水流入漏斗内，漏斗内的玻璃槽内液面上升。
加入酶之后，一分子蔗糖分解为一分子葡萄糖和一分子果糖，分子数增多了，所以液面上升。之后，由于半透膜能透过单糖，所以葡萄糖和果糖进入玻璃槽中，液面下降。
你的分析方法本身可能出错了
额，可能二楼的分析是对的吧，采纳他的吧

Answer 3

个人认为1楼回答的不很完善。
你的问题我一个一个来解答吧：
1、为什么后来会下降？ 答：首先我们要考虑为什么会上升。由于蔗糖侧浓度高，水分子大量涌入，液面上升。加酶后，蔗糖分解成单糖，这时单糖向水侧扩散，同时水继续向蔗糖侧涌入，因为水涌速度大于单糖扩散速度，所以继续上升。升至最高点的那一刻，2侧溶液浓度相等，但此时蔗糖继续分解，单糖继续向水侧扩散，导致水侧浓度大于蔗糖侧，所以蔗糖侧水反涌如水侧，导致液面降低

2、渗透的条件是两边有物质的量浓度差，如果有多种溶质，是不是将各种溶质的物质的量的浓度加起来就可以了？ 答：对，加起来就可以了

3、平衡状态后，两个系统中溶质分子的情况是什么？ 答：此时要注意气压，因为不清楚这个实验图是怎样（竟然用分液漏斗.....一般都是用U型管的啊），所以.......

还有疑问的话，我一定帮你解答到底

Answer 4

2楼分析极佳，当然，如果你知道“水势”的话理解起来更容易的

Answer 5

这种题很难量化比较
下降是因为漏斗中单糖向外扩散，浓度降低，内外浓度差减小，液体的张力降低，吸收水的能力也相应降低，水向外移动。
平衡后内外的单糖浓度应该是一样的，至于数目，体积大的一侧单糖分子数目会相应多点
多种物质是各浓度的和

平衡后水槽里只有单糖，漏斗中有蔗糖和单糖 两侧单糖浓度应该一致

总之，最后结果就是：漏斗里面包含没被分解的蔗糖以及该张力下对应吸收的一定体积的蒸馏水，只是最后再把漏斗内蒸馏水换为同体积已经分解了的单糖全部融到全部水中时的
溶液。

仅供参考

Answer 6

首先来分析一下实验过程：
1、考虑初态时：长颈漏斗中溶质只有蔗糖，其渗透压高于玻璃槽（蒸馏水)。此时长颈漏斗叶面高于玻璃槽的。长颈漏斗中液体的重力势+渗透势=0
2、加入酶试剂后（由于酶的高效性，加的量远少于蔗糖量，故忽略它产生的渗透压，便于说明。不忽略结果是基本一样的，只是说起来比较乱）：酶使蔗糖分解为果糖和葡萄糖。漏斗中液体溶质增多。渗透压增高，吸水，液面上升。从水势角度讲，渗透势的绝对值升高，则代数值降低，重力势+渗透势<0，水从高水势处（玻璃槽，水势为0）流向低水势处。
3、果糖、葡萄糖、水都能通过半透膜，两种单糖经过扩散作用，向玻璃槽移动。玻璃槽内的渗透压增高，半透膜两侧的渗透压差逐渐减小，水回流到玻璃槽内。
（在解题方面，凡是能透过半透膜的，都可以看作为一种“水”。则此时内外都是“水”，且漏斗内的“水”液面高，自然要回落。）
4、末态：半透膜两侧渗透压相同，内外液面相同。若考虑酶的浓度，则漏斗内略高一点。
由于单糖可以像水一样自由扩散，所以两个系统中单糖分子的浓度是一样的。而酶分子只在漏斗中有（不能穿过膜）
再来解答其他问题。
1、关于渗透压的问题：
一般高中生物中考虑半透膜问题只是水势平衡，半透膜可以通过的物质为不带电的分子。这时渗透压的计算有一个公式：
范特荷甫定律。用方程式表示如下：
πV=nRT
或π=cRT
式中π为稀溶液的渗透压，V为溶液的体积，c为溶液的浓度，R为气体常数，n为溶质的物质的量，T为绝对温度。
范特荷甫公式表示，在一定温度下，溶液的渗透压与单位体积溶液中所含溶质的粒子数（分子数或离子数）成正比，而与溶质的本性无关。
则只要将各个粒子浓度相加即可。
如果是如阳离子选择透过膜，还涉及电势问题，则要通过能斯特方程计算，不是简单的相加，与离子的电荷量有关。
2、
最高点问题：最高点时，水进入漏斗和出漏斗的速度是相同的，则半透膜两侧水势是相同的。因为漏斗内部的水势=重力势+漏斗渗透势=玻璃槽内的水势=玻璃槽渗透势，而重力势都是正值，渗透势都是负值，所以漏斗渗透势<玻璃槽渗透势。所以漏斗内的溶液浓度更高。
3、实验器材问题。虽然高中生物中经常能看到的U形管。但实际操作我们一般用分液漏斗或长颈漏斗。有以下几个优点：U形管不容易安放半透膜，而漏斗只要封管口即可；一次可以探究多个溶液；便于拆装；应控制反应开始结束，不至于液体溢出；用较少溶液可看到明显现象
4、气压不影响渗透压
5、分子数=体积×浓度。浓度一样，体积大的一边分子数多
6、由于酶和蔗糖都只能存在于漏斗中，所以蔗糖会被分解完全。