안녕하세요!
오! 좋은 질문들이에요! 같이 한번 볼게요.
1. molar concentration (M) 이라는것은 solute in moles / solution in liters 라는 공식으로 구하는데
계산하기 편하게 초기 solution을 전부 1 liter이다고 가정하고
왼쪽만 한정해서 계산해보면
물 1L에 sucrose 2mol 넣은 sucrose solution을 우선 넣고,
물 1L에 glucose 1mol 섞은 용액을 넣었다고 볼 수 있죠?
그래서 왼쪽 용액의 concentration만 따로 구하고 싶다면
(2mol sucrose + 1mol glucose) / (1L sucrose solution + 1L sucrose solution) 이라고 계산해서
전체적으로 1.5M 혼합 용액을 가지고 있다고 계산할 수 있어요.
2. 전체 용액 몰농도를 구하는 공식은
모든 solute의 mol을 전체 solution의 volume으로 나눠서 구하기 때문에
어느 물질 사용 했는지 상관없이 전체 용액의 몰농도를 계산해요.
하지만, 이 문제에선 초기 상태에선 평형이 맞춰진건 아니에요.
왜냐면 반투과성 막이 선택적으로 glucose와 물만 투과시키기 때문에
시간이 지날수록 diffusion (확산)에 의해
한쪽으로 glucose는 이동할 수 있지만, sucrose는 움직이지 못하기 때문에
점점 좌우 solute mol은 달라질 수 밖에 없어요.
3. glucose는 처음 몰농도가 서로 맞지 않았고,
시간이 지날수록 0.5mol이 오른쪽에서 왼쪽으로 이동을 했고,
이만큼의 solute 이동 때문에, 좌우 용액의 전체 몰농도도 달라진거죠.
강의에서 설명한대로 as time passes, you will eventually end up with two different concentrations on each side.
왼쪽은 2mol sucrose + 1.5mol glucose = 3.5mol solute / 2L solution = 1.75M (increased compared to original 1.5M)
오른쪽은 1mol sucrose + 1.5mol glucose = 2.5mol solute / 2L solution = 1.25M (decreased compared to original 1.5M)
the 1.5 mol of glucose equal on both sides is the result of diffusion, not the initial set up
and this diffusion has created a difference in overall concentration on both sides.
4. sucrose의 농도를 같게 하기 위해 물을 먼저 이동시키는건 맞지 않은 이유가
삼투압 (osmosis)라는것은 overall solution concentration 의해 결정되는것이지
혼합 용액의 개별적인 solute concentration에 의해 결정되는게 아니거든요.
반면 확산이라는 것은 자유롭게 통과할 수 있는 막이 있다는 전제하에
용질의 양이 차이가 난다면 자연스럽게 일어나는 일이에요.
조금 다르게 설명을 하자면,
만약에 문제에서 처음 조건이, 물만 통과할 수 있는 막이다 라고 가정한다면
초기에 좌우 용액의 전체적인 농도는 같기 때문에, 시간이 지나도
좌우 물 높이도 차이가 나지 않겠죠.
there will be NO NET MOVEMENT OF WATER.
the reason why you DO see a difference in water levels over time
is due to the eventual overall concentration difference on both sides,
which in turn, was caused by the diffusion of glucose.
thus, diffusion of glucose is the driving force behind the overall movement of water.
diffusion comes first before osmosis.
이해가 됐나요?
아마 4번 부분이 헷갈려서 점점 전체 몰 농도까지 고민이 커지게 된것 같은데
한번만 다시 생각해보고
그래도 이상하면 게시판에서 또 만나요! :D
