삼투압 계산기 (반트호프 식) 사용 안내
계산 과정
기본 입력값으로 계산하면 반트호프 삼투압은(는) 2.45 atm입니다. 항목별 내역은 위 표에서 확인할 수 있습니다.
결과가 실제와 달라지는 경우
- NaCl이라고 i를 무조건 2로 두면 정밀값이 되지 않습니다. 무한 희석에서는 두 이온에 가까워지지만 유한 농도에서는 이온간 상호작용 때문에 유효 입자수가 달라지며, 1mol/L 부근에서는 이상식 편차가 커질 수 있습니다.
- 단백질, 고분자, 콜로이드 용액은 비이상성과 막 투과성이 중요합니다. 용질 일부가 막을 통과하거나 분자량 분포가 넓으면 계산된 평형 삼투압과 실제 막 장치의 압력차가 일치하지 않습니다.
- 몰농도 대신 몰랄농도 mol/kg나 질량농도 g/L를 그대로 넣으면 단위가 맞지 않습니다. 10g/L 포도당을 쓰려면 먼저 실제 몰질량으로 나눠 mol/L로 바꾼 뒤 입력해야 합니다.
- 용액과 순수용매가 아닌 서로 다른 두 용액 사이의 압력은 각쪽의 삼투압 차이로 봐야 합니다. 한쪽 0.1mol/L 결과 전체를 그대로 막에 걸리는 순압으로 쓰면 반대쪽 용질 기여를 빠뜨립니다.
- 온도는 °C가 아닌 K로 식에 들어갑니다. 25를 그대로 절대온도처럼 곱하면 298.15K를 써야 할 결과보다 약 91.6% 작아지므로 화면이 수행하는 273.15 보정을 중복하거나 생략하지 마세요.
알아두면 좋은 기준
- 반트호프 근사식은 π=iMRT입니다. M은 mol/L, T는 K이며 여기서는 R=0.082057366L·atm·mol⁻¹·K⁻¹을 사용해 결과를 atm으로 표시합니다.
- 비전해질이 이상적으로 해리하지 않으면 i≈1입니다. 0.1mol/L, 25°C, i=1을 넣으면 π≈2.4466atm이며 같은 조건에서 i=2라면 정확히 두 배인 약 4.893atm입니다.
- 같은 온도와 i에서 몰농도가 두 배면 삼투압도 두 배입니다. 같은 조성에서 25°C인 298.15K를 50°C인 323.15K로 올리면 절대온도 비만큼 약 8.4% 증가합니다.
- 반트호프 인자는 물질 이름만으로 고정할 계약값이 아닙니다. 농도, 용매, 온도, 해리와 회합에 따라 달라지므로 교재 문제의 제시값이나 해당 실험 조건의 측정·문헌값을 입력해야 합니다.
자주 묻는 질문
0.1M 포도당 용액의 25°C 삼투압은 얼마인가요?
포도당이 비전해질로 거동해 i=1이라고 두면 약 2.4466atm입니다. 고농도 실제 용액이나 막 실험에서는 삼투계수와 비이상성 때문에 측정값이 다를 수 있습니다.
NaCl의 반트호프 인자에는 항상 2를 넣나요?
교과서의 완전 해리 이상 근사라면 2를 쓰지만 실제 i는 농도와 조건에 따라 2보다 작을 수 있습니다. 정밀 계산은 해당 농도의 삼투계수나 측정된 i를 사용하세요.
두 용액 사이의 삼투압 차이는 어떻게 보나요?
같은 온도에서 양쪽의 iMRT를 각각 계산한 뒤 높은 쪽에서 낮은 쪽 값을 뺍니다. 다만 막이 각 용질을 얼마나 차단하는지에 따라 실제 유효 압력에는 반사계수도 필요할 수 있습니다.