¶ 지식 정보
¶ 반투막
물 분자와 같이 크기가 작은 용매 입자는 통과시키지만, 포도당이나 설탕처럼 크기가 큰 용질 입자는 통과시키지 못하는 막이다.
¶ 삼투 현상
반투막을 사이에 두고 농도가 서로 다른 용액이 있을 때, 크기가 작은 용매 입자가 반투막을 통해 농도가 높은 쪽으로 더 많이 이동하여
농도가 높은 용액은 점점 농도가 낮아지고, 농도가 낮은 용액은 점점 농도가 높아지는 현상이다.
크기가 작은 용매 입자는 반투막을 자유롭게 통과할 수 있지만,
농도가 높은 용액에서는 크기가 큰 용질 입자가 용매 입자의 이동을 더 많이 방해한다.
따라서 반투막을 통해 농도가 높은 쪽으로 이동하는 용매 입자의 양이 농도가 낮은 쪽으로 이동하는 용매 입자의 양보다 많으며, 이로 인해 삼투 현상이 일어난다.
¶ 삼투압
삼투 현상을 막기 위해 농도가 높은 용액 쪽에 가해 주어야 하는 최소한의 압력이다.
기호로 , , 등으로 나타내고, 단위는 주로 을 사용한다.
반투막으로 분리된 자관에 농도가 서로 다른 용액이 있을 때 높이 차가 생기지 않도록 가해 주는 압력에 해당한다.
¶ 반트호프 법칙
용질이 비전해질이고, 삼투압을 , 몰 농도를 , 기체 상수를 , 절대 온도를 라 할 때 이다.
¶ 삼투압 예시
그림은 반투막으로 분리된 자관에 와 를 넣은 초기 상태를 나타낸 것이다. 시간이 흐름에 따라 왼쪽과 오른쪽 관의 높이 변화를 예상해보자.
삼투 현상에 의해 크기가 작은 용매 입자가 반투막을 통해 농도가 높은 쪽으로 더 많이 이동하므로
가 있는 왼쪽 관의 높이는 낮아지고, 가 있는 오른쪽 관의 높이는 높아진다.
¶ 적용 문항
¶ 1번 문항
정답: $5$
ㄱ. 삼투 현상에 의해 크기가 작은 용매 입자가 반투막을 통해 농도가 높은 쪽으로 더 많이 이동한다.
(나)를 통해 분자가 ㉡에서 ㉠으로 더 많이 이동하였음을 알 수 있으므로 ㉠은 포도당 수용액, ㉡은 물이다. (O)
ㄴ. 반투막은 물 분자와 같이 크기가 작은 용매 입자는 통과시키지만, 포도당이나 설탕처럼 크기가 큰 용질 입자는 통과시키지 못하는 막이다.
그러므로 포도당 분자는 반투막을 통과할 수 없다. (O)
ㄷ. 삼투압은 삼투 현상을 막기 위해 농도가 높은 용액 쪽에 가해 주어야 하는 최소한의 압력이고,
용질이 비전해질이고, 삼투압을 , 몰 농도를 , 기체 상수를 , 절대 온도를 라 할 때 이다.
(다)에서 높이 차가 이므로 는 포도당 수용액의 삼투압과 같고, 에서
,
,
이다. (O)
따라서 정답은 번이다.
¶ 2번 문항
