반트호프가 들려주는 삼투압 이야기

책머리에

1. 첫 번째 수업 - 페퍼의 실험과 반투막성막
2. 두 번째 수업 - 확산과 삼투
3. 세 번째 수업 - 적혈구와 삼투 현상
4. 네 번째 수업 - 식물과 삼투 현상
5. 다섯 번째 수업 - 김치와 삼투 현상
6. 여섯 번째 수업 - 콩팥과 삼투 현상
7. 일곱 번째 수업 - 정수와 역삼투압
8. 마지막 수업 - 바닷물로 담수 만들기

U자 모양의 투명한 유리그릇을 준비합니다. 유리그릇의 한가운데에 반투과성막인 셀로판지를 붙여서 유리그릇의 공간을 좌우로 양분합니다. 그리고 왼쪽엔 설탕 용액, 오른쪽엔 물을 채웁니다. 어떤 결과가 나올까요? 사고실험으로 예측해 보도록 하겠습니다.

"유리그릇의 왼쪽과 오른쪽은 농도가 달라요. 설탕 입장에서 보면 왼쪽의 농도가 월등히 높아요. 양쪽의 농도가 다르니 농도 평형이 이루어져야 해요. 확산 현상대로라면 유리그릇의 왼쪽에서 오른쪽으로 자연스런 움직임이 있어야 해요. 고농도에서 저농도로 이동해야 하니까요. 그러나 여기서는 이게 통하지 않아요. 셀로판지는 물만 통과시키는 반투과성막이거든요.

그럴 경우 어떻게 해야 할까요. 농도 평형을 이루기 위해 물이 움직일 수밖에 없어요. 그래서 오른쪽에 있는 물이 왼쪽으로 움직이게 되지요. 물이 이런 방향으로 이동하니, 오른쪽의 수면은 낮아지고 왼쪽의 수면은 그만큼 높아질 거예요. 이것은 결국 왼쪽의 물이 오른쪽의 설탕물을 밀어 올린 격이에요. 밀어 올리는 건 힘이 작용했다는 거예요. 즉, 압력이 작용했다는 뜻이에요.

지금 우리가 알아보는 것이 어떤 현상이지요? 그래요, 삼투 현상이에요. 그러니 왼쪽 물이 오른쪽의 설탕물을 밀어 올리는 건, 삼투 현상에서 나타나는 압력이 되는 거예요. 삼투 현상에서 나타나는 압력이니까, 삼투압이라고 하면 좋을 거예요."

그러니까 시든 식물의 세포 속으로 물이 흡수되어서 빨려 들어가는 것은 삼투 현상에 의한 삼투압 때문입니다. - 본문 40~42쪽에서