삼투압이란?

삼투압($\Pi$)은 반투막을 사이에 두고 순수한 용매가 용액 쪽으로 흘러 들어가는 것을 막기 위해 용액에 가해야 하는 압력입니다. 삼투압은 네 가지 총괄성(어는점 내림, 끓는점 오름, 증기압 내림, 삼투압) 중 하나로, 용질의 화학적 성질이 아니라 녹아 있는 용질 입자의 '개수'에 따라 달라지는 성질입니다. 이 계산기는 반트호프 식 $$\Pi = i \cdot M \cdot R \cdot T$$ 를 이용해 묽은 용액의 삼투압을 구합니다.

반투막으로 순수 용매와 용액을 나눈 U자형 관으로, 높이 차이를 보여 줌 — 삼투압은 용매가 반투막을 통해 용액 쪽으로 흐르는 것을 막는 데 필요한 압력입니다.

계산기 사용 방법

세 가지 값을 입력하세요. 먼저 반트호프 인자($i$)는 화학식 단위 하나가 몇 개의 입자로 해리되는지를 나타내는 값입니다. 다음으로 몰농도($M$)는 리터당 몰수(mol/L)로 나타낸 농도이며, 마지막으로 절대온도($T$)는 켈빈(K) 단위로 입력합니다. 계산기는 이 값들에 기체 상수 $R = 0.08206 \ \text{L}\cdot\text{atm/(mol}\cdot\text{K)}$를 곱해 삼투압을 기압(atm) 단위로 계산하고, kPa와 mmHg 단위로도 함께 환산해 줍니다.

공식 자세히 보기

$\Pi = i \cdot M \cdot R \cdot T$는 이상 기체 상태 방정식($PV = nRT$)과 형태가 매우 비슷합니다. 용액 속에 녹아 있는 입자들이 마치 압력을 만들어내는 기체 분자처럼 거동하기 때문입니다. 인자 $i$는 해리 정도를 반영하는데, 포도당처럼 해리되지 않는 비전해질은 $i \approx 1$, NaCl은 $i \approx 2$, CaCl₂는 $i \approx 3$입니다. 섭씨온도는 273.15를 더해 반드시 켈빈으로 변환해야 한다는 점을 잊지 마세요.

Pi = i×M×R×T 공식으로, 각 변수에 아이콘이 표시됨 — $\Pi = i \cdot M \cdot R \cdot T$의 각 항: 반트호프 인자, 몰농도, 기체 상수, 절대온도.

계산 예시

298.15 K에서 0.10 mol/L NaCl 용액($i = 2$)의 경우: $$\Pi = 2 \times 0.10 \times 0.08206 \times 298.15 \approx 4.894 \ \text{atm}$$ 입니다. 이는 약 495.8 kPa, 또는 약 3719 mmHg에 해당합니다. 비교적 낮은 염 농도에서도 큰 삼투압이 생기는 이유를 잘 보여 줍니다.

자주 묻는 질문

반트호프 인자란 무엇인가요? 용액 속 입자의 몰수를 녹인 용질의 몰수로 나눈 비율입니다. 강전해질은 이온 개수에 가까운 값을 가지고, 약전해질이나 비전해질은 1에 가깝습니다.

왜 켈빈을 써야 하나요? 이 식은 기체 상태 방정식에서 유도되었기 때문에 절대온도가 필요합니다. 섭씨온도를 그대로 넣으면 잘못된 값(심지어 음수)이 나옵니다.

진한 용액에도 정확한가요? 반트호프 식은 묽고 이상적인 용액에서 가장 정확합니다. 농도가 높거나 입자 간 상호작용이 강한 용액은 실제 값과 차이가 날 수 있어 삼투 계수(osmotic coefficient) 보정이 필요합니다.

킬로파스칼 단위 (kPa)	247.9 kPa
수은주밀리미터 단위 (mmHg)	1,859.43 mmHg

삼투압 계산기

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