삼투압은 무엇인지 원리를 알려주세요~
안녕하십니까.
식물은 삼투압 작용을 하는 것으로 유명한데요.
저는 말만 많이 들었지 이 삼투압작용이라는게 대체 뭔지 궁금합니다.
안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 삼투압은 농도가 다른 두 액체가 있을 때, 용질의 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 용매가 움직이는 것을 말합니다. 감사합니다.
삼투압은 용액 속에서 용질의 농도 차이를 통해 발생하는 압력입니다. 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 자연스럽게 이동하려는 성질을 말합니다. 삼투압이란 힘은 농도 차이를 균등하게 만들려는 자연적인 현상입니다.
식물에서의 삼투압은 물을 흡수하고 세포 내에서 물과 영양분을 이동시키는데 사용됩니다. 흙에서 뿌리로 자연스럽게 물이 이동하는 것이 대표적인 예입니다.
삼투압은 반투과성 막을 경계로 농도가 다른 두 용액이 존재할 때, 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 용매(주로 물)가 이동하려는 경향을 말합니다. 이는 두 용액의 농도 차이를 줄이려는 자연스러운 현상으로, 삼투압의 크기는 용질의 농도 차이에 비례합니다. 식물의 경우, 뿌리 세포 내부의 농도가 토양 용액보다 높기 때문에, 토양에서 물이 뿌리 세포로 이동하게 되고, 이렇게 흡수된 물은 증산작용을 통해 잎으로 이동하여 식물체 전체에 수분을 공급하게 됩니다. 이러한 삼투압 작용은 식물이 물을 흡수하고 체내에서 이동시키는 데 중요한 역할을 하며, 동물 세포에서도 세포 내외의 수분과 이온 균형을 유지하는 데 관여합니다.
우선 반투과성막에 대해 알아야 하는데요.
반투과성막은 특정 물질만 통과할 수 있는 막으로, 세포막과 같은 생체막이 반투과성막의 성질을 가집니다.
삼투압은 농도가 다른 두 용액을 반투과성막으로 갈라 놓았을 때 나타나는 압력입니다.
반투과성막이 용매(보통 물입니다)만 통과 시키고 용질은 통과시키지 않을 때
양쪽의 농도를 동일하게 하려는 현상이 나타나며
저농도의 용매가 고농도의 용액쪽으로 이동합니다. 이때 나타나는 압력이 삼투압입니다.
(더 진한쪽의 용액에 물만 막을 통과해 들어가면서 농도가 낮아집니다.)
식물에서 나타나는 삼투작용의 예시로,
식물의 뿌리세포의 막도 반투과성막이며,
뿌리안의 용액의 농도를 높게 유지하여 흙의 물을 흡수합니다.
'삼투압'이란 농도가 다른 두 액체를 반투막으로 막아 놓았을 때, 용질의 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 용매가 옮겨가는 현상에 의해 나타나는 압력으로 삼투현상에서 볼 수 있는 압력을 의미합니다. 삼투현상을 쉽게 생각해보면 김장을 할 때 배추를 절이는 상황을 생각해볼 수 있습니다. 배추에 소금을 뿌려두게 되면, 배추 내부의 농도가 외부 소금보다 낳기 때문에 배추 내부에 있던 용매에 해당하는 물이 바깥으로 빠져나가면서 절여지는 것입니다.