半透膜这玩意儿,渗透实验说白了就是装置个挑剔的门卫。我盯着桌上那根倒插着漏斗的渗透实验玻璃管,管口蒙了层玻璃纸,装置里面灌了糖水,渗透实验正浸在清水杯里。装置液面在缓缓爬升,渗透实验像蜗牛一样慢,装置可确实在动。渗透实验这实验我做过不下十次,装置每次看到那根细长的渗透实验液柱倔强地往上顶,还是装置觉得有点神奇——水分子明明在乱跑,怎么偏偏就挤过那层膜往里钻,渗透实验糖分子却被挡在外头?装置
玻璃纸是猪肠衣做的,薄得透光,渗透实验摸起来却韧。当年有位老教授跟我说,这膜上全是肉眼看不见的孔洞,小到只能让水分子排队通过。糖分子太大,挤不进去,急得在膜外直打转。于是清水这边压力越来越大,把液面硬生生托了起来。这哪是什么化学实验,分明是场分子级别的堵车现场。
我把漏斗的橡皮管再接长了一截,液柱上升的速度肉眼可见地加快了。旁边有个学生问,要是把糖水换成盐水会怎样?我让他自己试。他倒腾了十分钟,回来报告说液面涨得更高了。这结果不意外,离子比糖分子更小,渗透压自然更大。但有意思的是他接着追问:那要是两边都放糖水,只是浓度不同呢?
这个问题问到了点子上。我让他把装置改成U形管,一边浓糖水,一边稀糖水,中间夹着半透膜。液面照样会动,但不再是单向的——稀的那边水分子往浓处跑,浓的那边也有水分子往稀处溜,只是净流量偏向浓侧。最后两边浓度拉平,液面差就固定住了。这过程像极了人和人之间的磨合,总得有个你来我往,直到找到个平衡点才消停。
实验做到这儿,我总忍不住想,细胞膜不就是个更精密的渗透装置吗?红细胞泡在清水里会胀破,泡在浓盐水里会皱缩,医院里输液用的生理盐水,浓度得精确到0.9%,就是怕把血细胞给折腾坏了。这些知识书本上都有,但亲手做一遍渗透实验,看着液面起起伏伏,那种直观的冲击力,比任何文字描述都来得更刻骨铭心。
最后那根液柱停在某个高度不动了,却不是真的停了。水分子还在来回穿梭,只是进出速率相等,达到动态平衡。我把漏斗拔出来,糖水倒掉,玻璃纸冲洗干净晾在窗台上。下次实验还能接着用。这层薄薄的膜,经得起反复折腾,倒是比我们这些做实验的人更懂得什么叫持久。