삼투의 정의
삼투는 용질이 더 많이 희석된 용액에서 더 농축된 용액으로 용매(생물학적 시스템에서 일반적으로 물임)가 자발적으로 통과하는 것입니다. 반투막을 통해 발생하는 이 운동은 두 용액이 동일한 농도를 얻고 유지하는 평형 상황에 도달할 때까지 계속됩니다.
실제 예
삼투의 개념을 더 명확하게 하기 위해 반투과성 막(즉, 용매에 대해서만 투과성이고 이 경우 물에는 투과성이 없음)에 의해 동일한 부피(A 및 B)의 두 구획으로 분할된 용기가 있다고 상상해 봅시다. A 구획에는 포도당 한 스푼이 용해된 수용액이 있는 반면 B 부분에는 포도당 세 스푼이 용해된 동일한 부피의 수용액이 있습니다(따라서 더 농축됨). 그 차이는 막 측면에 포도당 농도 구배를 생성하고 이 당이 통과할 수 없기 때문에 물이 구획 A(포도당이 더 희석된 곳)에서 구획 B(더 풍부한 곳인 곳)로 이동할 때 평형에 도달합니다. ). 원한다면 물이 더 농축된 용액(A)에서 덜 농축된 용액(B)으로 삼투압에 의해 통과한다고 말할 수도 있습니다.
이 흐름에 따라 B의 수위는 A의 수위가 증가 및 감소하여 둘 사이에 일정한 수위 차이가 발생합니다. 이 현상은 두 용액이 동일한 농도에 도달하고 일정하게 유지되면 종료됩니다.
저장성, 등장성 및 고장성 솔루션
다른 몰 농도(다른 수의 용해된 입자)를 갖는 두 용액을 취하면 가장 낮은 몰 농도를 갖는 용액을 저장성 용액으로 정의하고 더 농축된 용액을 고장성 용액으로 정의합니다. 두 용액은 농도가 같을 때 등장성(또는 등몰)입니다.
방금 만든 예에서 용액 B는 다른 것(저장성으로 정의됨)보다 고장성(따라서 더 많은 용질을 포함함)입니다. 따라서 정상적인 조건에서 용매는 삼투압에 의해 저장성 용액에서 고장성 용액으로 이동합니다. 표준 조건에 대해 이야기한 이유는 물리 법칙을 사용하여 삼투라는 개념을 뒤집고 가장 희석된 농도에서 가장 농축된 농도(역삼투)로 용매의 이동을 선호할 수 있기 때문입니다.
삼투압과 역삼투압
지금까지 표현된 바와 같이 삼투에 의해 생성된 용매의 순 흐름은 두 용액이 동일한 농도에 도달할 때까지 계속됩니다.음, 이 움직임은 가장 높은 농도의 구획에 압력을 가함으로써 반대, 정지 또는 역전될 수 있습니다.
앞의 예에서 피스톤을 구획 B(더 높은 농도를 갖는 것으로 기억함)에 놓고 일정한 힘으로 피스톤을 아래로 밀어 A 쪽으로 물이 잘 통과하도록 하는 것으로 충분합니다. 삼투.
삼투압은 반투막을 통한 용매의 통과를 정확히 반대하는 압력입니다. 결과적으로 삼투압에 대응하는 데 필요한 압력입니다.
지금까지 말한 대로 두 개의 등장 용액은 동일한 삼투압을 가지고 있습니다. 따라서 삼투압은 그 성질이 아니라 용액에 존재하는 입자의 수에만 의존한다는 점을 강조해야 합니다.
삼투와 인체
실제로 인체의 세포를 둘러싸고 있는 원형질막은 반투막으로 삼투를 통해 작은 분자(예: 물 및 요소)의 직접적인 통과를 허용하지만 더 큰 분자량( 단백질, 아미노산 및 설탕과 같은). 따라서 체액의 삼투 균형은 세포가 살기에 최적의 환경을 보장하는 데 필수적입니다.
적혈구와 같은 세포를 취하여 저장성 용액에 담그면 삼투 작용에 의해 팽창(물 유입으로 인해)이 발생하여 심지어 폭발할 수도 있습니다. 고장성 용액 세포가 외부로 물의 통과로 인해 세포가 겪는 심각한 탈수로 인해 주름이 생깁니다. 다행스럽게도 인간 유기체의 세포는 내부 환경과 관련하여 등장 용액에 잠겨 있으며 이러한 액체를 삼투 평형 상태로 유지하기 위한 다양한 시스템이 있습니다.
삼투압 및 식품 저장
집에서 만든 잼에 대해 잠시 생각해 봅시다. 설탕은 풍미를 향상시킬 뿐만 아니라 무엇보다 유통 기한을 늘리기 위해 많이 첨가됩니다. 그러나 설탕은 제품의 분해에 관여하는 많은 미생물의 생명에 중요한 요소입니다. 이 명백한 모순은 삼투라는 바로 그 개념에 의해 해체됩니다.
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