Question

半透膜的一侧有不能透过的离子,为什么两侧浓度相等还是会发生电解质分布不均？

Answer 1

这看半透膜性质和相关分子性质。包括亲水性疏水性，对特定分子的亲和性，带电极性和离子强度等。

以生物膜为例，生物膜主要成分是磷脂双分子层，亲水性的头朝向水，胞内外都有水，疏水性的尾则在内部。水分子可以与磷脂的头相互吸引，但是和尾端却不会，这样子，胞内外虽然都有水，但一定程度上水分子的自由扩散相对受阻。

而且双分子层亲脂性，也就是疏水性的内部水很少，几乎没有。对于水溶性，脂不溶性的一些分子，例如水溶性维生素（B族维生素和Vc）明显地和双分子层表面头部互斥，而且双分子层上没有足够多水分子可以溶解并促进其扩散。但是脂溶性分子（如Va Vd Ve等）只要接触到双分子层就很容易吸收。

但是生物膜上有些蛋白，如水通道蛋白，可以专一性地转运水分子。在没有双分子层的假定条件下，胞内外水自由扩散速度很快，而在只考虑双分子层不考虑水通道蛋白的时候，水自由扩散速明显降低，但实际实验当中发现扩散速率明显偏高，后来发现这是因为双分子层上具有水通道蛋白，增加了水分子运输的速度。蛋白质参与的运输主动控制选择性透过。

再看非生物膜，可以参看一些生物分离工程的书籍当中膜的内容。有的是用膜分子间间隙孔径大小稍微大于允许透过的分子大小。有的是膜两边的不对称性和特定的化学反应，在一侧特定分子于膜中的分子发生反应，反应后的产物由于一些性质迁移到另一面，于另一面的物质反应，释放目的分子，有的是通过。还有其他的像利用蛋白质亲和等的膜。