27. 삼투압측정법
삼투압측정법은 검체의 오스몰농도를 응고점강하법을 써서 측정하는 방법이다.
어떤 용액에 대하여 용매는 자유롭게 통과하지만 용질은 통과하지 못하는 반투막을 사이에 두고
순용매를 넣으면 용매의 일부는 이 막을 통하여 용액으로 삼투한다. 이 용매의 삼투에 의하여
반투막의 양 쪽에 생기는 압력차가 삼투압 Π이다. 삼투압은 용액 중의 분자 및 이온 등 입자의
총농도에 의존하는 물리량이며 용질의 종류와는 무관하다. 삼투압, 응고점강하, 비점상승 등 용질의
종류에 관계없이 분자 및 이온 등의 총입자의 농도에 의존하는 성질을 용액의 총괄성이라고 한다.
고분자용액의 삼투압은 셀룰로오스막 등의 반투막을 사이에 두고서 생긴 정수압의 변화로부터 직접
측정되지만 저분자용액의 삼투압 측정을 위하여 쓸 수 있는 적당한 반투막은 없다. 저분자용액의
삼투압을 직접 측정할 수는 없지만 어떤 용액 중의 분자 및 이온 등의 총입자농도를 알면 그 용액이
생리적 조건하에 있을 때 세포막을 사이로 한 용매 (물)의 이동 방향과 크기를 알 수 있다.
순용매에 대한 용액의 응고점강하, 비점상승, 증기압강하 등의 총괄성은 온도 또는 압력 등을 직접
측정하여 쉽게 구할 수 있다. 용액의 이러한 총괄성은 삼투압과 마찬가지로 총입자농도에 의존하는
양이며 이러한 성질을 이용하여 측정하는 총입자농도를 오스몰농도라고 정의한다. 오스몰농도는
질량을 기준으로 나타낼 때 질량오스몰농도 (osmolality, mol/kg), 용량을 기준으로 나타낼 때
용량오스몰농도 (osmolarity, mol/L)로 정의하며 실용적으로는 용량오스몰농도를 쓴다.
따로 규정이 없는 한 오스몰농도의 측정에는 응고점강하법을 쓴다.
응고점강하법은 용매에 용질을 녹인 용액의 응고점이 강하하는 현상을 이용하여 얻은
응고점강하도 ΔT (℃)와 질량오스몰농도 (m)간의 다음 관계식으로부터 질량오스몰농도 (m)를
구하는 방법이다.
여기서 K는 몰응고점강하정수로 용매가 물인 경우 1.86 ℃ kg/mol 이다.
몰응고점강하정수는 질량몰농도로 정의되기 때문에 위의 식의 관계로부터는 질량오스몰농도가
얻어지지만 희박한 농도영역에서는 수치적으로 이 값을 용량오스몰농도 c (mol/L)와 같다고 볼 수
있다. 이 측정법에서는 실용적인 용량오스몰농도를 쓰고 단위는 Osm (osmol/L)이다.
1 Osm의 1000분의 1을 1 mOsm 이라고 한다. 1 Osm은 용액 1000 mL 중
아보가드로수 (6.022 × 1023/mol)와 같은 개수의 입자가 존재하는 농도를 나타낸다.
오스몰농도는 보통 mOsm 단위로 나타낸다.
장 치
보통 물의 응고점(빙점)강하도를 측정하여 오스몰농도를 구한다. 삼투압측정장치는 일정량의
용액을 넣은 검체셀, 온도를 제어하는 냉각장치와 냉각조 및 온도를 전기적으로 측정하는 장치
(서미스터 온도계)로 되어 있다.
조 작 법
측정에는 장치에 따른 일정 용량의 검액을 쓴다. 미리 2 점 교정법으로 삼투압 (오스몰농도) 측정
장치를 교정한다. 검체의 예상되는 오스몰 농도를 전후하여 높고 낮은 2 가지의 장치교정용
오스몰농도표준액을 써서 응고점을 측정하여 장치를 교정한다. 또 측정하는 검체의 오스몰농도가
100 mOsm이하일 경우 2 가지의 오스몰농도표준액 중 1 가지는 물 (0 mOsm)을 쓸 수 있다.
다음에 검체셀 및 서미스터를 그 장치의 지정하는 방법에 따라 깨끗이 한 다음 검액을 가지고
응고점을 측정하고 응고점 강하도의 농도 의존성으로부터 질량오스몰농도를 구하여 이것을
용량오스몰농도로 한다. 또 오스몰농도가 1000 mOsm을 넘는 경우에는 물로 검체를 n'/n 배 희석
하여(n → n') 이 액을 가지고 같은 방법으로 측정한다. 이 경우 n'/n 배 희석용액을 가지고
측정한 값에 희석배수를 곱하여 얻은 겉보기오스몰농도임을 명시한다. 또 희석하여 측정한 경우
1000mOsm 에 근접하되 1000 mOsm 을 넘지 않도록 한 단계로 희석한다.
또 검체가 고체인 경우에는 지정된 용매에 녹여 검액으로 한다.
장치의 적합성
검액의 오스몰농도에 가까운 농도의 표준액 1 개를 가지고 6 회 이상 반복 측정하여 장치의
적합성을 시험할 때 시험의 상대표준편차는 2.0 % 이하이고 규정하는 오스몰농도와의 편차는
3.0 % 이하이다. 이에 적합하지 않을 때 다시 2 점 교정을 한 다음 장치의 적합성 시험을 반복한다.
장치교정용오스몰농도표준액의 조제
염화나트륨(표준시약)을 500 ~ 650 ℃로 40 ~ 50 분간 건조한 다음 데시케이터 (실리카겔)에서
식힌다. 다음 표의 각 오스몰농도 표준액에 대응하는 양의 염화나트륨을 정확하게 달아 물 100 g을
정확하게 넣어 녹여 각 오스몰농도 표준액으로 한다.
