【7】半透膜と浸透圧

コンロの火を止めれば、鍋の”お湯”は冷めるけれど、鍋の周りの”空気”が少し暖まり、やがて”お湯”と”空気”の温度が等しくなる。

”温度”の違うものを”くっつけて”、”ほうって”おくと、やがて全体が同じ温度になる。

”濃さ”の違うものでも同じことが起こる。例えば、水に”インク”を垂らすと”ほうって”おいても、やがて”インク”は水の中に広がり（拡散し）、やがて全体が同じ色になる。

では、”濃さ”の違う溶液を「膜」で仕切ったらどうなるか？

「全透膜」は「膜」ではあるけれど、分子にとっては大きな孔だらけで、水分子や、水に溶けるようなサイズの分子（溶質）は、全て通してしまう。

”濃さ”の違う溶液を「全透膜」で仕切っても、やがて溶液は混ざり合い均質な溶液になる。

「半透膜」の孔は小さくて、水分子くらい小さな低分子しか通さない。

”濃さ”の違う溶液を「半透膜」で仕切ると、水分子だけが”浸透”して均質な”濃さ”の溶液になろうとする。

物質が移動（水が浸透）するのだから、そこには力が働いている。

半透膜を挟んだ２つの溶液は、それぞれの”濃さ”に応じた「浸透圧」で水を”引き込もう”としていて、「浸透圧」の差の分だけ水が浸透する。

溶液の”濃さ”を表すなら「濃度」がある。0.9％の食塩水とか、0.15mol/Lの食塩水とか、一種類の溶質に注目するのであれば、質量パーセント濃度［％］やモル濃度［mol/L］で表せる。一方、雑多な成分が含まれている細胞質基質や血液について、それぞれの成分（溶質）の「濃度」ではなく、”全体的な濃さ”を比べるなら「浸透圧」が使いやすい。

• 半透膜を水の浸透するのを止めるには、「浸透圧」の差に見合う力を加えなければならない。何もしなければ、全体が同じ”濃さ”になる。
• 鍋のお湯が冷めるのを防ぐには、コンロの火をつけて熱を加え続けなければならない。何もしなければ、鍋も空気も同じ”温度”になる。
• 整理整頓した部屋が散らかるのを防ぐには、物を使うたびに片付け続けなければならない。何もしなければ、部屋全体が同じように散らかってしまう。
• 集団の中で自分を保つには、普段から考え続けなければならない。何もしなければ、個性が無くなってしまうかもしれない。

【補足】

• 全透膜（細胞壁など、高分子も通す膜）
• 半透膜（細胞膜やセロハン膜など、高分子は通し＆低分子は通さない膜）
• 浸透圧（溶液が水を”引き込む”力。溶質が多いほど浸透圧は大きい。）
• 高張液（浸透圧の高い溶液）
• 等張液（浸透圧が等しい溶液）
• 低張液（浸透圧の低い溶液）

【参考資料】

• 吉里勝利（2018）.『改訂 高等学校 生物基礎』.第一学習社
• 浅島 誠（2019）.『改訂 生物基礎』.東京書籍
• 吉里勝利（2018）.『スクエア最新図説生物neo』.第一学習社
• 浜島書店編集部（2018）.『ニューステージ新生物図表』.浜島書店