삼투압과 팽압: 흡수 조건과 팽만

핵심 정리

삼투는 반투막을 사이에 두고 묽은 용액과 진한 용액이 있을 때 용질은 막을 통과하지 못하고 용매, 일반적으로 물이 진한 쪽으로 이동하는 현상이다. 이때 발생하는 압력의 크기를 삼투압이라고 한다. 삼투압은 생물 세포가 물을 얻고 잃는 방향을 좌우하는 중요한 요인이다.

식물 세포에 물이 들어와 세포가 부풀면 세포벽이 팽창을 제한하므로 안쪽에서 세포벽에 압력이 걸린다. 이 압력을 팽압이라고 한다. 팽압은 원형질막이 세포벽을 밀어내는 압력으로, 수분이 세포 안으로 들어가면서 생긴다. 팽압은 식물뿐 아니라 곰팡이와 박테리아에서도 나타나지만, 동물 세포에서는 볼 수 없다.

세포 내 삼투압이 막압보다 높을 때 세포는 수분을 흡수한다. 흡수가 이어져 세포가 팽만 상태에 이르면 삼투압과 막압(팽압)이 같아져 확산압차가 0이 된다. 이때 팽만이면 확산압차 0이다.

팽압은 세포를 팽팽하게 유지해 식물체의 외형을 지탱한다. 이 기능 때문에 초본식물이 곧게 설 수 있다.

세포벽이 없는 동물 세포에는 팽압이 생기지 않는다. 세포벽이 세포의 팽창을 막아 주지 못하므로, 과도한 삼투압을 받으면 세포가 용해될 수 있다.

자세히

흡수가 일어나는 조건

세포가 물을 흡수하려면 삼투압이 팽압보다 커야 한다. 여기서 팽압은 막압과 같은 것이므로, 두 값의 대소를 비교하는 것이 흡수 여부를 가리는 기준이다. 세포 안의 삼투압이 막압을 이기는 동안에는 물이 세포 안으로 들어오고, 두 힘이 같아지면 흡수가 멈춘다.

뿌리 세포 안의 삼투압과 토양용액의 삼투압은 서로 다른 대상이므로 따로 떼어 놓고 봐야 한다. 두 값을 한 표로 묶어 두면 선지에서 같다, 크다, 0 중 무엇을 묻는지 바로 가릴 수 있다.

팽만과 확산압차

팽만은 팽압이 충분히 생겨 수분 흡수가 이루어진 상태에서 나타난다. 흡수가 이루어진 뒤의 상태이므로 흡수 조건만 떠올려서는 판단할 수 없고, 팽압이 충분히 생겼는지를 따로 봐야 한다. 확산압차는 세포의 삼투압과 막압(팽압)의 차이를 말한다. 확산압차는 삼투압과 막압의 차 확산압차가 0이면 물을 끌어들이는 힘이 남지 않으므로 팽만 상태의 세포는 물을 더 받아들이지 않는다.

팽압의 정의와 발생

팽압은 세포 안의 물이 늘어 세포를 팽창시키려는 압력이다. 정의를 읽을 때는 힘의 주체와 대상을 먼저 확인해야 한다. 팽압은 물이 들어가면서 생기는 압력이므로, 물이 들어가지 않으면 팽압도 생기지 않는다. 일반적으로 팽압은 물의 삼투 흐름에 의해 발생하며, 식물, 곰팡이, 박테리아에서 나타난다.