삼투압 원리

다음 그림과 같은 U자 관의 가운데에 반투막을 설치한다. 반투막에는 매우 작은 구멍이 있다. 그 구멍에는 물분자는 통과하지만 설탕분자는 통과하지 못한다. U자 관 왼쪽에는 순수한 물을 넣고 오른 쪽에는 설탕물을 넣는다.

 

 

시간이 지나면 다음 그림과 같이 왼쪽의 물 분자가 오른쪽으로 이동하여 왼쪽의 수위가 낮아지고 오른쪽의 수위는 높아진다.

 

 

이와 같이 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 용매 (여기서는 물)가 이동하는 현상을 삼투 현상 (Osmosis)이라고 한다.

 

위 U자 관에서 오른쪽 설탕물에 압력을 가하면 수위가 같아지는데 이 압력을 삼투압 (Osmotic pressure)이라고 한다.

 

삼투 현상은 용매나 용질의 종류에 상관 없이 다음과 같은 삼투압 공식이 성립한다.

여기서, C는 몰 농도, R은 기체상수, T는 절대온도, π는 삼투압이다.

 

삼투 현상이 나타나는 이유는 용매와 용질 분자 사이의 인력에의해 압력이 낮아지기 때문이다. 위의 예에서 물 분자와 설탕 분자 사이의 인력으로 인해 설탕물의 압력은 낮아지기 때문에 물이 설탕물 쪽으로 이동한다.