삼투농도란?
삼투농도(osmolarity)는 용액 속에 들어 있는 용질 입자의 총 농도를 나타내는 값으로, 단위는 리터당 오스몰(Osmol/L)입니다. 용질 분자의 수만 세는 몰농도와 달리, 삼투농도는 해리되어 흩어진 개별 입자의 수를 모두 셉니다. 예를 들어 NaCl 같은 염은 물에서 나트륨 이온(Na⁺)과 염화 이온(Cl⁻) 두 개로 갈라지므로, 삼투농도가 몰농도의 두 배가 됩니다. 이 계산기는 용질의 몰농도에 반트호프 인자를 곱해 삼투농도를 Osmol/L와 mOsmol/L 두 단위로 모두 보여줍니다.
계산기 사용 방법
먼저 용질의 몰농도를 mol/L 단위로 입력한 다음, 반트호프 인자 \(i\)를 입력하세요. 반트호프 인자란 화학식 단위 하나가 녹았을 때 만들어내는 입자의 개수를 뜻합니다. 포도당처럼 해리되지 않는 분자는 \(i = 1\), NaCl이나 KCl은 \(i = 2\), CaCl₂나 Na₂SO₄는 \(i = 3\)을 사용합니다. 값을 입력하면 결과가 즉시 갱신됩니다.
공식 풀이
기본 공식은 다음과 같습니다.
$$\text{삼투농도} = i \times M$$여기서 \(M\)은 몰농도(mol/L), \(i\)는 해리되는 입자 수를 나타내는 무차원 값입니다. 여러 용질이 섞인 혼합 용액이라면, 각 성분의 \(i \times M\) 값을 모두 더해 전체 삼투농도를 구합니다. 밀리오스몰(mOsmol) 단위로 바꾸려면 1000을 곱하면 됩니다.
예제로 보기
0.15 mol/L 농도의 NaCl 용액(생리식염수에 가까운 농도)을 생각해 봅시다. NaCl은 이온 2개로 해리되므로 \(i = 2\)입니다. 따라서 삼투농도는 다음과 같습니다.
$$\text{삼투농도} = 2 \times 0.15 = 0.30 \ \text{Osmol/L}$$즉 300 mOsmol/L가 됩니다. 이는 사람 혈장의 생리적 삼투농도와 거의 비슷한 값입니다.
자주 묻는 질문
삼투농도(osmolarity)와 삼투질농도(osmolality)는 무엇이 다른가요? 삼투농도는 용액 1리터를 기준으로, 삼투질농도는 용매 1킬로그램을 기준으로 측정합니다. 묽은 수용액에서는 두 값이 거의 같습니다.
반트호프 인자는 어떤 값을 써야 하나요? 화합물이 해리되어 만들어지는 이온의 개수를 사용하면 됩니다. 다만 농도가 높을 때는 이온쌍 형성 때문에 실제 인자가 이론값보다 약간 작아집니다.
혼합 용액에도 사용할 수 있나요? 네, 가능합니다. 각 용질의 삼투농도를 따로 계산한 뒤 그 값들을 모두 더하면 됩니다.
