渗透压就是水从低渗溶液穿过半透膜进入高渗溶液时产生的压力。植物细胞以渗透吸水为主,其动力就是渗透压。假设细胞半径为R,由于渗透压膨胀变为R+dR,这样面积的增加为dA=8πRdR,其能量消耗为Σ×dA。如要让细胞膨胀达到平衡,就是让自由能pdV等于表面张力,通过计算可以得到拉普拉斯公式:Σ=Rp/2。所谓溶透压,简说,是液中溶质微粒对水的吸引力。
即与无机盐、蛋白质的含量有关。在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上占有明显优势的是Na+和Cl-,细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。在37℃时,人的血浆渗透压约为770kPa,相当于细胞内液的渗透压。
溶液渗透压的大小取决位体积溶液中溶质微粒的数目:溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,溶液渗透压越高;反过来,溶质微粒越少,即溶液浓度越低,对水的吸引力越弱,溶液渗透压越低。
如果红细胞在纯水中,阻止水进入细胞的压强为300pa,假设细胞直径10μm,对细胞来说有多大呢?代入估算的p得到Σ=10-5m×300pa/2=1.5×10-3Nm-1。这个力足够撕开真核细胞,将细胞摧毁。所以你不能用纯水来稀释红细胞,这样他们会爆裂,即溶胞。
渗透压的大小和版溶液的体积莫耳浓度、溶液温度和溶质解离度相关,因此有时若得知渗透压的大小和其他条件,可以反推出大分子的分子量。范特荷夫因为渗透压和化学动力学等方面的研究获得第一届诺贝尔化学奖。依照范特荷夫定律,稀溶液的渗权透压与溶液的体积摩尔浓度及绝对温度成正比。