소금과 삼투압 현상

 

삼투압 효과는 "농도가 다른 두 액체를 반투과성 막으로 나누었을 때 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 용매가 이동하는 현상"을 말한다.

삼투(滲透)라는 용어 자체가 이러한 물질 이동을 뜻하며 이때 용매가 이동하려는 힘을 삼투압이라고 한다.

그리고 이러한 삼투현상이 일상 속에서 나타날 때 우리는 이를 삼투압 효과에 의한 결과라고 설명한다.

 

삼투 : 농도 차이에 의해 물이 농도가 높은 쪽으로 이동하려는 현상

삼투압 : 물의 이동을 막기 위해 필요한 압력

삼투압 효과 : 삼투현상 때문에 생긴 실질적 결과

 

즉 삼투압 효과란 '농도 차이가 있는 두 공간 사이에서 물이 이동하면서 나타나는 다양한 현상'을 의미하며 일상에서는 주로 소금에 의해 발생하는 삼투압 효과를 접할 수 있다.

예를 들어 짠 음식을 먹었을 때 갈증이 생기거나, 소금으로 세균을 죽이거나, 식재료를 소금에 절이는 과정 등이 모두 삼투압 효과를 이용한 원리에 해당한다.

 

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🧂💧소금과 삼투압 효과

 

 

짠 음식을 먹었을 때 갈증이 생기는 현상

짠 음식을 먹으면 혈액 속 나트륨 농도가 높아진다.

혈액의 농도가 세포 내부보다 높아지면 세포 안에 있던 물이 농도의 균형을 맞추기 위해 혈액 쪽으로 빠져나가게 된다.

세포가 탈수되면서 몸은 수분 부족을 감지하고 자연스럽게 갈증을 느끼게 된다.

이는 삼투압 효과에 의해 세포 속 수분이 이동한 결과다.

 

소금으로 세균을 제거하는 원리

소금물은 농도가 높아 세균 주변의 수분을 빼앗아 세균을 탈수시킨다.

세균의 세포 내부 수분이 세포 외부로 빠져나가면서 세균이 탈수되어 죽거나 증식이 억제된다.

이러한 원리는 전통적으로 상처나 염증 부위를 소금물로 세척하는 데 사용되어 왔으며 현대에는 소금을 물에 녹여 만든 염화나트륨 용액(식염수)으로 상처 세척, 콧속 세척, 콘택트렌즈 세척 등을 하기도 한다.

뿐만 아니라 식품을 소금에 절여 세균 번식을 억제해 보존하거나 소금을 이용해 세척하는 방법 등도 모두 이 같은 삼투압 효과를 이용한 사례에 해당한다.

 

식재료를 소금에 절이는 과정

배추나 무 같은 채소를 소금에 절이면 채소의 세포 내부보다 외부 소금물의 농도가 더 높아진다.

농도 차이를 맞추기 위해 채소 속 수분이 밖으로 빠져나오고 이 과정에서 채소는 숨이 죽어 부드러워진다.

또한 쓴맛이나 아린맛 성분도 함께 빠져나가 맛이 순해지고 수분이 줄어들면서 세균 번식도 억제되어 저장성이 높아진다.

이 역시 삼투압 원리를 활용한 대표적인 방법이다.

 

소금으로 고기나 생선을 절이는 과정

고기나 생선을 소금에 절이면 고기 조직 내의 수분이 밖으로 빠져나간다.

이로 인해 부패를 일으키는 세균이 증식할 수 없게 되면 고기나 생선은 더욱 오랫동안 보관될 수 있다.

아울러 소금이 고기나 생선의 단백질을 변성시켜 질감이 더욱 부드럽고 고소하게 변하는 효과도 발생한다.

 

식수화에 사용

바닷물이나 오염된 물은 깨끗한 식수로 만들기 위해 역삼투압 원리를 이용한다.

외부에서 압력을 가해 농도가 높은 쪽(바닷물)에서 농도가 낮은 쪽(깨끗한 물)으로 물을 밀어내는 방식으로 사용한다.

초미세 필터를 통해 소금과 불순물을 걸러내면 깨끗한 물만 통과하게 된다.

 

식품 분야의 농축 공정

과일즙이나 건강식품처럼 액체 안에 유효 성분이 들어 있는 제품을 만들 때는 필요 없는 수분만 제거하고 성분은 그대로 유지하는 방식이 중요하다. 이때 삼투압 원리를 활용하면 열을 사용하지 않고도 수분만 제거할 수 있다.

 

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일상에서 식재료로 사용되는 소금이 삼투압 효과를 일으키는데 사용되는 이유는 소금이 물에 녹아 용액의 농도를 높이면 이로 인해 삼투압이 증가하며, 그 결과 물이 농도 차이를 해소하려고 이동하는 삼투현상이 효과적으로 유도되기 때문이다.

 

삼투압 : 용매(주로 물)가 농도가 높은 쪽으로 이동하려는 힘

소금의 역할 : 소금이 물에 녹아 농도를 높이고 그 결과 삼투압을 증가시킴

결과 : 세포 안팎에서 농도 차이에 의해 물이 빠져나가거나 들어오는 현상이 발생

 

하지만 삼투압을 유도하는 데 꼭 소금만 사용할 수 있는 것은 아니다.

삼투압은 용액 사이의 농도 차이에 따라 발생하는 현상이므로 농도를 높일 수 있는 다양한 물질은 삼투압에 영향을 줄 수 있다.

 

 

그럼에도 불구하고 소금이 일상에서 가장 많이 사용되는 이유는 소금은 저렴하고 구하기 쉬운데다 물에 잘 녹기 때문이다.

또한 소금은 미생물로부터 수분을 빼앗아 식품을 보존하거나 세균 번식을 억제하는 데 효과적이므로 절임, 염장 등 다양한 방식으로도 활용할 수 있다.

 

그리고 이와 같은 삼투압 원리는 사람의 세포에도 마찬가지로 적용되기 때문에 짠 음식을 섭취하면 세포의 수분이 빠져나가 갈증을 느끼게 되는 현상 역시 삼투압으로 설명될 수 있다.

 

 

따라서 소금은 일반적으로 음식의 간을 맞추는 데 사용되지만 삼투압 원리를 이해하면 소금이 일상에 미치는 영향을 보다 실용적이고 과학적으로 이해하는 데 도움이 될 수 있다.

 

 

사진 출처 : freepik, flaticon, pexels