一個原本沒有任何通透性的膜分隔左右兩邊等體積的水溶液，左邊水溶液為 1M 氯化鉀，右邊水溶液為 1M 氯化鈉。現在如果讓這個膜變成水與鈉離子可以自由通過的半透膜，直到擴散平衡為止。下列敘述何者正確？

本題觀念：

本題主要測驗兩個核心生理學/生物物理學觀念：

1. 滲透作用 (Osmosis) 與有效滲透壓 (Effective Osmotic Pressure)：水分子移動的方向取決於「不可通透溶質」的濃度差（即張力 Tonicity）。
2. 擴散電位 (Diffusion Potential) 與能斯特電位 (Nernst Potential)：可通透離子順濃度梯度擴散會建立膜電位。

選項分析

• 步驟一：判斷水分子移動方向 (體積變化)
  • 左側溶液：含有 1M K⁺ 和 1M Cl⁻。
    • 題目暗示 K⁺ 與 Cl⁻ 為「不可通透」溶質（題目僅提及水與 Na⁺ 可自由通過）。
    • 有效滲透壓 (Effective Osmolarity) 取決於不可通透粒子濃度：$1M (K⁺) + 1M (Cl⁻) = 2 \text{ Osm/L}$。
  • 右側溶液：含有 1M Na⁺ 和 1M Cl⁻。
    • Na⁺ 為「可通透」溶質。對於半透膜而言，可自由通過的溶質其反射係數 ($\sigma$) 趨近於 0，產生的有效滲透壓極低（或在平衡過程中不產生持久的滲透梯度）。
    • Cl⁻ 為「不可通透」溶質。

...（解析預覽）...