생명과학실험 | 확산

 

 

 

TIP

 

 

한천배지에서의 화합물 분자의 확산 운동을 관찰하고 확산의 속도에 영향을 주는 요인을 알아본다.

 

 

 

확산

확산은 평형상태를 이루고자 하는 분자의 무작위적 자유 운동에 의해서 일어나는 현상이다. 생체막을 사이에 두고 움직이는 여러 가지 물질도 확산 현상에 의해서 이동한다. 예를 들면 생물체에는 생체막을 가로질러서 호흡 가스를 능동수송 시키는 메커니즘이 없기 때문에 동물의 내부에 있는 체액과 공기사이에서 일어나는 호흡 가스의 교환은 확산에 의해서만 일어난다. 확산은 기체와 기체 사이 그리고 액체와 액체 사이에서 일어나지만 경우에 따라서는 기체와 고체 사이 혹은 액체와 고체 사이에서도 일어날 수 있다.

 

또한, 같은 종류의 기체나 액체에서도 부분적으로 밀도의 차가 있으면 자연적으로 일어나서 전체 밀도가 균일하게 된다. 광대한 대기나 해수가 일정한 조성을 가지는 것도 확산에 의하여 성분이 균일하게 섞인 결과이다. 이물질 사이에 확산이 저절로 일어나는 것은 물질분자가 끊임없이 운동하고 있기 때문이다. 그 모양은 열이 고온부에서 저온부로 이동하여 전체 온도가 균일하게 되는 것과 비슷하다. 다만 열의 이동에 지속이 있는 것처럼 확산의 크기도 종류에 따라 차가 있고 분자운동이 활발한 기체는 액체보다도 확산속도가 크다.

 

여기저기서 진달래며, 라일락 같은 꽃들이 피어나고 있는 요즘 향긋한 꽃 향기를 맡을 수 있는 것도 바로 확산 현상 때문이다. 확산 현상은 우리 주변에서 아주 쉽게 찾아 볼 수 있는데 식당의 음식 냄새가 바깥에서도 난다던지, 물이 떨어뜨린 잉크가 물 속으로 퍼져나가는 현상. 농도 차이로 인해 물이 이동하는 삼투 현상도 확산의 예에 해당한다.

 

1881년 영국의 그레이엄은 기체의 확산 속도와 밀도의 관계를 정량적으로 연구하여 ‘일정한 온도와 압력에서 기체의 확산 속도는 기체 밀도의 제곱근에 반비례한다’는 그레이엄의 확산 법칙을 발표하였으며 이 법칙은 기체 분자 운동론으로 설명 할 수 있다. 확산에서 관찰할 수 있는 분자의 순 이동(net movement)은 농도 기울기에 따라서 일어난다. 확산을 통해서 평형상태에 도달하게 되면 양쪽을 오가는 양이 같아지기 때문에 전체적으로는 분자들의 움직임이 없는 것처럼 보인다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 2% 한천 용액을 만든 후, 페트리 접시에 약 25㎖을 붓고 실온에 냉각시켜 굳힌다.

 

2) 0.7㎝ 간격으로 4개의 구멍을 뚫는다.

 

3) 4개의 구멍에 각각 K₄Fe(CN)₆, KBr , NaCl, 용액을 1방울씩 떨어뜨린다.

 

4) 실온에서 방치한 다음 한천 plate에 어떤 변화가 생겼는 지를 관찰한다.

 

 

 

[생명과학실험]확산 레포트