1

滲透壓三部曲－

半透膜層數與外加電場對滲透壓的影響及滲透機制的探討

壹、 摘要：

我們設計可外加電場的壓克力 U 型管，也從滲透壓變化發現電場對離子的影響，改良出

二代 U 形管，提高準確性、成功率並量測出滲透壓。

測得高度對體積的線性關係，平衡後得出對應體積及濃度與密度之關係。

之後以玻璃紙為半透膜，利用氯化物、鈉的化合物、葡萄糖及蔗糖、尿素溶液進行實驗，

找出溶液與水的高度差、溶液的濃度、密度與滲透壓。

藉由電解質、極性分子溶液的滲透壓，分析濃度、靜電力對滲透壓的影響；研究玻璃紙

層數與滲透壓的關係，找出分子間距離對離子濃度、單位體積的電量、離子電荷密度和極性

分子間作用力的影響，探究使水分子產生滲透的主要機制。

外加電場，改變溶液的離子分佈，從滲透壓的變化分析離子電荷密度對水分子吸引力的

影響。

貳、 研究動機：

之前的學長姐曾對滲透壓進行了多項的研究，如：U 形管的設計、生物膜的選擇性等，

希望對滲透的成因進行探究，但由於裝置的限制，只能進行定性的分析，為得到更具體的數

據，我們改良裝置，希望進行定量的探討，同時對更多不同的溶液如：電解質和極性分子溶

液進行研究，希望能更瞭解滲透壓產生的機制。

此外也希望由玻璃紙的層數，電場的大小與方向變化對滲透壓的影響，了解影響滲透壓

的原因為何。

2

參、 研究目的：

一、 自製可外加電場的 U形管裝置以測量氯化物溶液的滲透壓變化情形。

二、 設計規格一致、準確性高的實驗裝置(二代 U形管)，找出高度對體積之關係。

三、 得出氯化物、鈉的化合物、葡萄糖、蔗糖和尿素溶液濃度對密度之關係。

四、 以玻璃紙進行實驗，求出溶液的高度差(△h)，進而得知平衡後的溶液濃度 M2及密度

D 液`，及對應的滲透壓 P 滲大小。

五、 分析半透膜數目對電解質和極性分子溶液滲透壓的影響，以了解滲透壓的產生機制。

六、 外加電場，並改變電場的大小及方向，從滲透壓的變化推論離子電荷密度對水分子的

影響。

肆、研究原理：

滲透壓是由於溶質粒子無法通過半透膜，兩邊溶液為達平衡所產生的壓力，使水分子滲

透通過皮膚、生物膜、羊皮紙、玻璃紙和聚氯乙烯膜等半透膜。簡單來說，當溶劑由濃度較

低的溶液通過半透膜進入到濃度較高的溶液時的壓力即為滲透壓。

一般說來，氣體分子（如O2、CO2、N2）、小的不帶電的極性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性

的分子等易通過半透膜，大的不帶電極性分子（如葡萄糖）和各種帶電的離子都難以通過非

生物性的半透膜。

3

伍、 研究器材與設備：

器材：250c.c.燒杯 4 個、滴管 4 支、強力黏著劑、剪刀 2 把、100c.c.量筒、攪拌棒、玻璃紙、

內口徑 2.4 公分壓克力管 80 支、直尺 3 支、標籤貼紙、塑膠管、止洩帶、膠帶、Ｌ形

玻璃管、電子天平、電源供應器 3 台、銅片 6 片、鱷魚夾 6 條、計算機、吸量管、小

型電子天平 2 台。

藥品：氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、碳酸鈉、硫酸鈉、葡萄糖、蔗糖和尿素等。

圖一、器材的照片

4

陸、研究過程與討論：

研究一、實驗裝置的改良與氯化物滲透壓之探討

實驗(一)：一代 U 形管(玻璃管)的設計與製作。

想法：找出一個可外加磁場或電場的實驗裝置，我們設計了一代 U 形管(玻璃管) 如圖二。

上圖中依序為 未處理 熱熔膠 保麗龍膠 白膠 止洩帶

實驗(二)：將氯化物溶液加入 U 形管中，並外加電場後，測量滲透壓的變化情形。

(一) 裝置圖：

(二)分析與討論：

1. 研究 2M 的氯化物溶液外加電壓作用後高度差變化，並製成圖(四)，從結果發現，鹼

土金屬的氯化物溶液受電場的影響較為明顯，以外加電壓 30V 為例，約為氯化鈉溶

液的 2~3 倍，顯示離子電荷密度是影響滲透壓之主要因素。

※（離子的帶電量以 q 表示，半徑以 R 表示，則離子電荷密度即為 q/R）

圖二、第一代裝置圖(玻璃 U 形管)

圖三、外加電場裝置圖

5

2. 外加電壓(電場)越大，高度差越大，這可能是因為在電場的作用下，U 形管溶液端的

氯離子和金屬離子分佈於兩端，使溶液對水分子的靜電力發生變化，導致滲透壓改

變。

3. 本實驗僅能得出約略的高度差變化，無法得出滲透壓之大小，因此希望針對該狀況

進行改良。

圖四、外加電壓對 2M 氯化物溶液高度差的影響

6

研究二：第二代 U 形管(壓克力管)的設計與製作。

想法：之前使用一代 U 形玻璃管進行實驗，但 U 形管是由兩個 L 形管外加橡皮管組成，且 L

管是直管加熱彎曲後製成，因此毎根管子的規格有所出入，體積大小也不一致，為增

加實驗的準確性和穩定性，我們設計了第二代 U 形壓克力管。

(一)製作：

(二)裝置圖：

圖七、裝置正面及側面圖示

圖六、裝置操作流程圖

7

研究三、找出二代 U 形管高度對體積的關係，及溶液濃度與密度之關係。

實驗(一)： 量測二代 U 形管高度對體積之關係。

(一)實驗步驟：

1. 將玻璃紙夾在兩個壓克力底座中間，以螺絲跟螺帽鎖緊。

<加水至欲測量的高度> <置於電子天平上求其質量>

(二)實驗結果：

圖十、高度對溶液的體積之關係圖

圖八、實驗示意圖

8

(三)討論與分析：

1. 我們將 U 形管高度對體積的關係做圖，並進行線性分析得出 V=0.2911h+1.147，其中

R2 為 0.9998，表示誤差小，有相當的準確性，在往後實驗中，我們可由溶液高度找

出對應體積，對於溶液的濃度、密度量測及滲透壓的分析，有極大的幫助。

2. 因為二代 U 形管規格一致，差異性減少，誤差降低，提高滲透壓量測的可行性。

3. 二代 U 形管的製作使實驗成功率提高到 90％，增加實驗效率及可信度。

4. 我們也對蒸發量進行分析，發現溶液在 48 小時內的蒸發量小於 0.001g，這與一代 U

形管每日的蒸發量約在 0.19~0.32g 間，有很大的出入，根據我們反覆觀察量測後發

現，一代 U 形管雖然利用止洩帶在玻璃管與橡皮管接縫處進行補強，但仍有些微的

漏液，由於之前無滲出液體存在，使我們認定是蒸發導致溶液減少，而二代 U 形管

的密合度較高，較無該情況發生。

9

實驗(二)：溶液的濃度對密度之關係

(二)實驗結果：

圖十 一、實驗流程圖(以氯化鈉為例)

圖十二、氯化鈉的濃度對密度之關係圖 圖十三、氯化鉀的濃度對密度之關係圖

圖十五、氯化鎂的濃度對密度之關係圖 圖十四、氯化鈣的濃度對密度之關係圖

10

圖十六、硫酸鈉的濃度對密度之關係圖 圖十七、碳酸鈉的濃度對密度之關係圖

圖二十、尿素的濃度對密度之關係圖

圖十九、蔗糖的濃度對密度之關係圖 圖十八、葡萄糖的濃度對密度之關係圖

11

(三)討論與分析：

1. 在實驗進行前，我們以 0.25M 為間距，找出溶液濃度與密度的關係，從結果發現，

溶液濃度越大，密度也隨之增大；之後，我們進行線性分析，找出溶液濃度與密的

線性關係(D 液= aM 液+b)，結果如下表所示，而 R2約在 0.9795~0.9971 之間，顯示誤差

甚小，此線性關係得以作為我們進行實驗的依據。

關係式 D 液= aM 液+b a b R2

氯化鈉 0.0385 1.001 0.9971

氯化鉀 0.0402 0.9997 0.9948

氯化鈣 0.0575 1.0025 0.9970

氯化鎂 0.0660 0.9938 0.9922

硫酸鈉 0.0827 1.0012 0.9967

碳酸鈉 0.0905 0.9935 0.9937

葡萄糖 0.0688 0.9958 0.9872

蔗糖 0.1228 1.0131 0.9917

尿素 0.0298 1.0041 0.9795

2. 在之後的實驗中，我們可按此線性關係 D 液= aM+b，找出溶液濃度 M 液對應密度 d 液，

在量測出溶液高度 h 液，可以求出溶液壓力 P 液＝d 液 × h 液。

3. 在本實驗中，我們須利用相關條件找出滲透壓 P 滲，而溶液壓力 P 液則扮演了關鍵的

角色，因此本實驗的結果將有助我們進行滲透壓的探究。

12

研究四、玻璃紙和透析膜對滲透壓的影響。

實驗(一)：玻璃紙滲透壓的分析。

+

(依序把氯化鈉改為氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉與碳酸鈉)

13

(二)實驗結果：

(三)討論與分析：

1. 濃度越大，高度差越大，表示滲透壓隨濃度增加而變大。

2. 代號與條件的設定：h 液為溶液初始高度，h 液`是平衡後的溶液高度；h 水為水的初始

高度，h 水`是平衡後水的高度；V 液為溶液初始體積，V 液`是溶液平衡後的體積；M1

溶液初始濃度，M2是平衡後的溶液濃度。

圖二十一、使用玻璃紙，各種溶液之濃度對高度差的關係圖

圖二十二、平衡前後示意圖

h 液=10.0cm

V 液=4.058cm3

M1=2M

h 液`=10.8cm

V 液`=4.291cm3

M2=1.89M

14

3. 以氯化鈉 2M 溶液為例，若 h 液 = 10cm，根據 V=0.2911h+1.147，可得 V 液 = 4.058cm3;

平衡後，h 液`=10.8cm，根據同一公式可求得 V 液`=4.291cm3，而滲透的過程中溶液的

離子莫耳數不變：因此平衡前的 mole1＝平衡後的 mole2

→M1 ×V 液 = M2 × V 液`

→M2 = M1 ×V 液 / V 液`=1.89M。

依照此方式，我們可以得出電解質溶液在平衡後的濃度 M2。

將 M2代入 dNaCl＝0.0385M+1.001 求得 d 液 `＝1.0729gw/cm2

根據 P 液`＝d 液 `× h 液`＝1.0729×10.8＝11.587 gw/cm2

4. 當半透膜兩邊溶液和水的高度不再發生變化時，表示兩邊的壓力達到平衡：

故 P 水 + P 滲 = P 液

→d 水 × h 水` + P 滲 = d 液 `× h 液`

→P 滲 = d 液 `× h 液` - d 水 × h 水`

我們將平衡後，所量測得到的液體密度 d 液 `、高度 h 液`和水的高度 h 水`代入後，求出

不同溶液的濃度與滲透壓的關係，並製成圖二十三。

5. 根據結果，我們將溶液分成三類，其中 NaC 和 KCl 為第一類，CaCl2、MgCl2為第二

類，Na2SO4、Na2CO3則為第三類。

圖二十三、使用玻璃紙，溶液濃度與滲透壓之關係圖

15

6. 在 2M 的溶液中，NaCl、KCl、CaCl2 與 MgCl2 的滲透壓分別為 2.32、2.52、4.72 和

8.5gw/cm2，這兩類溶液的滲透壓比約為 1：2。推論原因，NaCl、KCl 和 CaCl2、MgCl2

這兩類溶液在濃度相同時，離子數比約為 2：3，而單位體積的帶電量比則為 1：2，

顯示在電解質溶液中，離子對水分子的靜電力的確為滲透壓的關鍵因素。

7. 而從離子電荷密度的角度來觀察，就理論而言，離子所帶電荷量q越大，對水分子的

吸引力就越大；而離子半徑R越小者，水和能力則越強，因此我們可以推論離子電荷

密度q/R越大者，對水分子的吸引力就越大，滲透壓就越高。以2M的NaCl和CaCl2為

例，兩溶液間的離子電荷密度比值約為0.514與滲透壓的比值0.534接近，因此對於電

解質溶液的滲透壓而言，離子對水分子的靜電力為主要關鍵，而靜電力的大小則是

受離子濃度、單位體積的帶電量以及離子電荷密度的影響。

8. 在氯的化合物中，當Cl－離子莫耳濃度相同時，如2M的NaCl和KCl溶液和1M的MgCl2

和CaCl2溶液，滲透壓的大小分別為MgCl2> CaCl2>NaCl>KCl，表示離子對水的靜電力

大小為Mg2＋> Ca2＋>Na＋>K＋，與離子電荷密度的結果一致。

9. 此外 Na2SO4的滲透壓為 10.05gw/cm2，遠大於其他兩類的溶液，這是因為硫酸根離子

中一個氧原子有 3 對孤對電子對，共有 12 對，可吸引 12 個水分子，氯離子僅有 4

對孤對電子對，至多能吸引 4 個水分子，因此 SO42－中的孤對電子對於水分子的吸引

力遠大於 Cl－，造成滲透壓明顯高出其他兩類溶液 5.33~7.73gw/cm2，所以具有根離子

的電解質溶液中，孤對電子對對水分子吸引力也是滲透壓的成因之一。

離子 離子半徑

(nm)

離子電荷密度

(電荷/nm) 離子

離子半徑

(nm)

離子電荷密度

(電荷/nm)

Na＋ 0.095 10.5263 Zn2＋ 0.074 27.027

K＋ 0.133 7.5188 Cl－ 0.181 5.249

Mg2＋ 0.065 30.7692 CO32- 0.264 7.5758

Ca2＋ 0.099 20.2020 SO42－ 0.244 8.1967

16

研究五、分析玻璃紙層數與電解質和極性溶液之滲透壓的關係，與滲透壓機制之探究。

實驗(一)：玻璃紙層數與電解質溶液的滲透壓之關係。

1.同實驗四將半透膜的層數依序改為 2、3、5、6、7、9 和 11 層

(氯化鈉和除氯氯化鉀溶液外，其餘溶液的玻璃紙層數為 1 到 6 層）

(二)實驗結果：

圖二十四、NaCl 濃度、玻璃紙層數對高度差的

關係圖

圖二十五、KCl 濃度、玻璃紙層數對高度差的

關係圖

圖二十六、MgCl2濃度、玻璃紙層數對高度差的

關係圖

圖二十七、CaCl2濃度、玻璃紙層數對高度差的

關係圖

17

圖二十八、Na2SO4濃度、玻璃紙層數對高度差

的關係圖

圖二十九、Na2CO3濃度、玻璃紙層數對高度差

的關係圖

圖三十、NaCl 濃度、玻璃紙層數對滲透壓的關

係圖

圖三十一、KCl 濃度、玻璃紙層數對滲透壓的關

係圖

圖三十二、MgCl2濃度、玻璃紙層數對滲透壓的

關係圖

圖三十三、CaCl2濃度、玻璃紙層數對滲透壓的

關係圖

18

(三)討論與分析：

1. 從研究四的結果可以得知，電解質溶液的滲透壓主要來自於離子的電荷及孤對電子

對水分子的靜電力，因此我們試著增加玻璃紙的層數，並從滲透壓的變化，找出兩

種作用力的差異性。

2. 從圖三十和三十一的結果中，我們發現濃度為 3M、4M 的 NaCl 和 KCl 溶液，在玻璃

紙層數為 1 到 7 層時滲透壓(P 滲)沒有明顯差異，直到層數增加到 6、7 層後，P 滲出現

明顯的下降， 表示在離子的濃度或電荷密度較大時，較易隨玻璃紙層數的增加，水

分子與溶液間的距離增大，而出現靜電力減弱的情況；在 1、2M 的結果中，P 滲則幾

乎沒有變化，玻璃紙層數的變化影響甚微。

3. 根據 MgCl2和 CaCl2的結果（如圖三十二和三十三），4M 的 MgCl2溶液受玻璃紙層數

的影響甚為明顯，尤其是 3 層和 4 層之間的滲透壓變化(△P 滲＝3.97gw/cm2)最大，顯

示離子濃度、單位體積內的電量及電荷密度越大，溶液對水分子的靜電力越容易受

玻璃紙層數的影響。

4. 接下來以 2M 的 MgCl2和 CaCl2溶液為例，滲透壓在 3 層時開始下降，受玻璃紙層數

的影響較小；當玻璃紙層數增加到 6 層時，MgCl2和 CaCl2的滲透壓變化△P 滲分別為

2.23 及 1.01 gw/cm2，而 Mg2＋與 Ca2＋的離子電荷密度分別 30.77 和 20.2(e/nm)，故推論

離子的電荷密度越大，玻璃紙的層數增加，溶液對水分子的靜電力減弱的越明顯。

※e 為基本電荷所帶的電量。

圖三十四、Na2SO4濃度、玻璃紙層數對滲透壓

的關係圖

圖三十五、Na2CO3濃度、玻璃紙層數對滲透壓

的關係圖

19

5. 以上的結果說明，電解質溶液的濃度越低，離子對水分子的靜電力較不易受玻璃紙

數目的影響，除非層數很大，溶液與水分子間的距離有明顯增大，才能從滲透壓的

下降，得知離子對水分子的靜電力減弱。

6. 由圖三十四和三十五的結果顯示，SO42－和 CO3 2－的孤對電子對對水的吸引力容易因

玻璃紙層數增加，而大幅度的減弱，導致滲透壓出現明顯的下降。

7. 我們從滲透壓的變化中得知，當玻璃紙層數的增加、溶液和水分子的距離增大，兩

者間的阻隔物隨之增厚，這樣的變化會導致溶液對水分子的靜電力減弱，而孤對電

子對、離子濃度、單位體積內的離子電量及離子電荷密度較大者，下降的幅度也較

大。

20

實驗(二)：玻璃紙層數與極性溶液的滲透壓之關係。

(一)實驗結果：

圖三十六、C6H12O6濃度、玻璃紙層數對高度差

的關係圖

圖三十七、C6H12O6濃度、玻璃紙層數對滲透壓

的關係圖

圖三十八、C12H22O11濃度、玻璃紙層數對高度

差的關係圖

圖三十九、C12H22O11濃度、玻璃紙層數對滲透

壓的關係圖

圖四十、CO(NH2)2濃度、玻璃紙層數對高度差

的關係圖

圖四十一、CO(NH2)2濃度、玻璃紙層數對滲透

壓的關係圖

21

(二)討論與分析：

1. 對極性分子而言，小的極性分子（如尿素）可以通過半透膜，而大的極性分子（如

葡萄糖和蔗糖）則無法通過半透膜；因此尿素可藉由擴散作用及水分子的滲透來達

到平衡，所以玻璃紙的層數對於尿素溶液的影響微乎其微。

2. 對於葡萄糖和蔗糖分子來說，由於無法通過玻璃紙，所以只能藉由極性分子間的作

用力吸引水分子，使玻璃紙兩端的溶液產生高度差△h，以平衡滲透壓 P 滲。

3. 當玻璃紙的層數增加，葡萄糖和蔗糖溶液的滲透壓 P 滲出現明顯的下降，例：玻璃紙

玻璃紙層數增加到 2 層時，葡萄糖和蔗糖溶液的滲透壓變化△P 滲分別為 1.03 和

3.68gw/cm2，約為 10.89％和 25.5％，下降的趨勢甚為明顯。

4. 由以上結果可知，極性分子間的作用力在分子間距離增大、 阻隔物增厚的情況下，

會大幅度的下降。

22

研究六、外加電壓(場)並改變方向，藉由滲透壓的變化探究其機制。

(一) 實驗步驟：

1. 分別在 U 形管的一端將 1M、2M、3M 及 4M 的氯化鈉溶液加至 11cm 高，並在另一側

加入蒸餾水，直到兩端高度相等。

2. 依序以氯化鉀、氯化鎂、氯化鈣、碳酸鈉和硫酸鈉溶液並重複步驟 1。

（氯化鈣、硫酸鈉和碳酸鈉的濃度依序為 0.5M、1M、1.5M 和 2M）

3. 外加電壓 30V，溶液端為依序為正極(＋)和負極(－)，並重複步驟 1 至 2。

(二) 實驗結果：

圖四十二、二代 U 形管外加電場裝置圖

圖四十三、NaCl 濃度、外加電壓對高度差的關

係圖

圖四十四、NaCl 濃度、外壓電壓對滲透壓的關

係圖

23

圖四十五、KCl 濃度、外加電壓對高度差的關

係圖

圖四十六、KCl 濃度、外加電壓對滲透壓的關

係圖

圖四十七、MgCl2濃度、外加電壓對高度差的

關係圖

圖四十八、MgCl2濃度、外加電壓對滲透壓的

關係圖

圖四十九、CaCl2濃度、外加電壓對高度差的

關係圖

圖五十、CaCl2濃度、外加電壓對滲透壓的關

係圖

24

(二)討論與分析：

1. 由於水分子具有極性，因此在外加電壓(場)的作用下，水分子的極性方向會發生偏轉，

傾向於與外加電場方向相反，抵銷外界的影響；而對照實驗結果，也可以發現 NaCl、

KCl、MgCl2和 CaCl2溶液的滲透壓在外加了 30V 的電壓後，不論正、負極的方向為何，

均出現下降的趨勢，表示對於鹼金族和鹼土族的氯化物溶液而言，外加電壓(場)，會

使這兩類溶液對水分子的靜電力產生抵銷作用，因此出現了高度差△h 下降，滲透壓

P 滲變小的情況。

圖五十一、Na2SO4濃度、外加電壓對高度差的

關係圖

圖五十二、Na2SO4濃度、外加電壓對滲透壓的

關係圖

圖五十三、Na2CO3濃度、外加電壓對高度差的

關係圖

圖五十四、Na2CO3濃度、外加電壓對滲透壓的

關係圖

25

2. 雖然外加電壓會使 NaCl、KCl、MgCl2和 CaCl2溶液的滲透壓變小，但正、負極的方向

不同，其結果也有所差異。以外加 30V 電壓、鹼土金屬溶液端為正極 (＋30V)的條件

為例，在電壓(場)的作用下，帶正電的金屬離子較易往玻璃紙方向移動、氯離子則反

之，而離子電荷密度為 Mg2＋＞Ca2＋＞Cl－，顯示溶液中對水分的吸引力大的離子出現

在玻璃紙附近的比例較高，滲透壓 P 滲應大於以溶液端為負極、外加 30V 電壓(－30V)

的情況；根據圖四十七、四十九的結果則予以上的推論一致，故我們發現即使在電壓

(場)的影響下使具有極性的水分子滲透壓減小，離子電荷密度對水分子的影響依然存

在。

(1/2) FE

蒸餾水 FE 鹼土金屬溶液

(負極) (正極)

3. 從圖五十、五十一的結果可以看出，在外加電壓(場)的作用下，Na2SO4和 Na2CO3溶液

的滲透壓不但沒有下降，解離度較低的 Na2CO3 溶液，其滲透壓反而變大，我們推測

這可能是電子在電場中獲得較高的動能，使溶液解離度提升導致離子濃度變大，單位

體積的離子電量與離子電荷密度也跟著增大，提高了對水分子的吸引力，所產生的結

果。

玻璃紙

26

柒、 結論：

1. 當同體積的蒸餾水和溶液置於容器的兩端，中間以玻璃紙分隔，水分子將穿過玻璃

紙，向溶液滲透造成溶液的濃度下降，且使溶液液面上升直到達成一定的高度差△h

後達到平衡，以抵銷滲透壓 P 滲。

2. 在本實驗中，我們改良之二代 U 形管，提高了測量的準確性及穩定性，希望將來有

更多方面的發展。

3. 藉由高度對體積的關係以及溶液濃度與密的線性關係的求得，將有助於滲透壓的分析

與量測。

4. 根據實驗結果，對電解質溶液的滲透壓而言，離子與水分子間的靜電力為主要關鍵，

而靜電力的大小則受離子濃度、單位體積的帶電量、離子電荷密度和孤對電子對數目

等因素的影響。

5. 孤對電子對數目、離子濃度、單位體積內的離子電量及離子電荷密度較大者，當玻璃

紙層數增加、與水分子的距離增大、阻隔物增厚，對水分子的吸引力也下降的越快。

6. 極性分子對水分子的吸引力甚大，但在分子間距離增大、 阻隔物增厚的情況下，作

用力下降幅度也高達 10~25％。

7. 外加電壓(場)會抵銷溶液與極性分子的作用力，使水分子的滲透壓下降，但電場方向

的差異影響離子電荷密度的分佈，使滲透壓的大小產生變化，同時也可能造成電解質

溶液的解離度上升，增大了對水分子的吸引力。

8. 在研究的過程中，增進了我們對滲透機制的認知，往後希望能從其他的角度探討分

析，讓我們更全面性的瞭解整個滲透的過程以及其發生的原因。

27

捌、未來展望：

我們從研究五的結果推論，電荷密度愈大的離子，對水分子的吸引就愈強，其溶液

對水的滲透壓也就會愈大。延伸這個結論，我們又想到，如果將不同的溶液置於兩邊管

子，溶液中離子對水分子的吸引力會不會互相影響，於是我們將氯化鈉和氯化鉀溶液分

別加入兩邊管子，觀察其液面變化及高度差。

原本我們認為兩邊溶液中離子對水分子的吸引力會互相抵消，所求得的滲透壓也應

該是這兩種溶液對水滲透壓的差，可是從經過幾次實驗後，得出的滲透壓不但沒有變小，

反而比溶液對水的滲透壓更大，這讓我們認為可能還有其他因素也會影響滲透壓，可惜

因為時間的關係我們沒能更進一步的找出原因。在未來的實驗中我們想朝這方面繼續發

展。

玖、參考資料：

1. 物理、化學 東華書局

2. 水溶液 建宏出版社

3. 戴文心、黃脩安、李彧堯、林婕瑜，滲透壓分析及生物膜傳輸機制之探討，高雄市

第 50 屆中小學科學展覽會國中組生物科作品。

4. 張維珊、李沅泯、黃千育，滲滲不息？高雄市第 48 屆中小學科學展覽會國中組物理

科作品。

5. 黃麒銘、江權恆、林威辰、史正平，電荷、離子數與滲透作用，中華民國 第 50 屆

中小學科學展覽會作品國中組化學科。