삼투압 실험에 대해서 질문이 있습니다

Question

삼투압 실험에서 식물세포에서는 왜 염화나트륨 용액을 사용하지 않나요? 그리고 다른 용액으로도 삼투압실험이 가능한가요? 세포 내부에 칼슘이 있기 때문에 염화나트륨을 사용하는 것이라면, 염화칼륨 용액으로도 삼투압 실험이 가능한가요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

삼투압 실험은 세포막으로 물질이 통과하는데 있어서, 특정 물질에 대한 투과성과 관련된 실험입니다. 염화나트륨은 세포 밖의 용액과 유사하여, 세포막을 통과하기 쉽고 안정적인 용액으로 사용됩니다. 그러나 염화나트륨 이외에도, 세포막을 통과하기 쉬운 다른 용액으로 삼투압 실험이 가능합니다. 대표적으로는 메탄올, 글리세롤, 프로필알코올 등이 있습니다.

세포 내부에는 칼슘이 존재하지만, 염화칼륨 용액을 사용하는 것은 삼투압 실험에 적합하지 않습니다. 이는 염화칼륨이 세포막을 통과하기 어려우며, 농도차로 인한 삼투압 실험의 원리를 위배하기 때문입니다. 따라서 염화나트륨 대신 염화칼륨을 사용하는 것은 일반적이지 않습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.삼투압 실험에서 왜 염화나트륨 용액을 사용하는지는 염화나트륨 용액이 세포 내부의 이온 농도와 비슷하기 때문입니다. 즉 식물처럼 세포 내부에 나트륨 이온이 없으면 사용할 수 없는 것입니다.

그리고 다른 이온 용액을 사용하여 삼투압 실험이 가능합니다. 예를 들어, 염화칼륨 용액은 염화나트륨 용액과 비슷한 이온 농도를 가지고 있기 때문에 대체 용액으로 자주 사용됩니다.

또한, 세포 내부에 칼륨이 있기 때문에 염화칼륨을 사용하는 것이라면, 염화칼륨 용액으로도 삼투압 실험이 가능합니다. 염화칼륨 용액은 세포 내부의 이온 농도와 비슷하게 만들 수 있습니다. 그러나 염화칼륨 용액을 사용하는 경우, 세포 외부의 이온 농도도 염화칼륨 용액에 맞춰 조절해주어야 합니다.

Answer 3

삼투압 실험에서는 염화나트륨 용액을 사용하는 것이 일반적입니다. 이는 세포 밖의 용액이 세포 내부의 용액보다 농도가 높을 때 세포 내부에서 외부로 물이 이동하여 삼투압이 발생하기 때문입니다. 염화나트륨은 생체 내에서 자연스럽게 존재하고 있기 때문에 대표적으로 사용됩니다.

하지만 다른 용액으로도 삼투압 실험이 가능합니다. 염화칼륨 용액을 사용하여 삼투압 실험을 할 수 있지만, 이는 염화나트륨 용액에 비해 더 많은 부작용을 일으킬 수 있기 때문에 사용은 제한적입니다.

식물세포에서는 염화나트륨 대신에 사탕수수나무 등에서 산출되는 자연산인 사상자당과 같은 다른 용액을 사용하여 삼투압 실험을 수행할 수도 있습니다.