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오늘은 세계 물의 날!

 

 

 

오늘 3월 22일은 UN에서 정한 '세계 물의 날' 입니다. 1992년 리우환경회의에서 결의안을 채택하여 1993년부터

기념하고 있는 세계 물의 날은 식수로 사용할 수 있는 물이 줄어들자 국제적으로 사태의 심각성을 인지하고

수자원을 보호하기 위하여 제정되었습니다. 

학창시절 물 절약 포스터 한 번 즈음 그려보셨을텐데요.

 

2003년 미국의 국제인구행동연구소(PAI)는 한국의 1인당 가용 수자원량이

153개국 중 129위로 '물 스트레스 국가'로 분류했습니다.

 

사실 상하수도 시설이 잘 되어있는 우리나라에서는 물이 부족하다는 것을 체감하기 어려우실 수도 있겠지만

이를 대비하여 실제로 공장에서는 폐수를 재활용 하는 등 물절약을 위해 다양한 방안을 찾고 있습니다.

 

 

 

사람에게 없어서는 안 될 물에 대해 좀 더 알아볼까요?

 

세조실록에 의하면 빗물을 농업용수로 사용하기 위해 방죽을 구축했다는 기록도 있고,

빗물을 음용수로 사용하기 시작했다는 기록은 고려시대 부터 있다고 합니다.

우리와 분리될 수 없는 음용수 시장은 매년 급속도록 성장하고 있는데요.

2016년 생수시장은 7403억원으로 전년대비 약 15%나 성장했다고 합니다.

 

탄산수, 수소수 등 물에 대한 기호가 다양해짐에 따라 앞으로도 시장의 잠재적 가능성은 무궁무진 해 보입니다.

 

 그렇다면 물의 화학적 특성에는  무엇이 있을까요?

물 분자는 수소원자 2개, 산소원자 1개로 이루어져 있는데요.

물분자는 전하가 대칭을 이루지 못하고 한쪽으로 쏠려있기 때문에 극성 분자라고 합니다.

이렇게 물은 극성을 띠고 있어서 비슷한 성향을 띠는 분자들이나 액체를 잘 녹입니다.

 

또한 분자간의 결합력도 특이한데요.

극성 분자들이 더 잘 뭉치긴 하지만 물분자의 결합은 다른 극성 분자들의 결합에 비하여 강하다는 특성이 있습니다.

바로 이 결합을 수소결합이라고 하는데요.

수소결합은 전자를 잘 끌어당기는 특성이 있는 산소(O), 질소(N), 불소(F) 원자들이 수소(H) 원자와 결합하는 경우를 말합니다. 분자간의 힘 중에서 강한 편에 속하기 때문에

그 힘을 끊어내어야 하는 물의 끓는점은 다른 액체에 비해 높습니다.

 

우리 몸의 70%를 차지하고 있는 물은 화학적으로도 매우 중요하고 또 소중한 물질입니다.

오늘 하루 만이라도 화통이와 함께 이 소중한 물을 아껴서 써보시는 것은 어떨까요?

 

 

 

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화통이

소통이와 화통이가 전하는 화학 이야기. 세상에 빛을 더하는 정밀화학 이야기를 들려 드립니다 :) Leading Fine Change

 

 

섞으면 어떻게 될까요? (식초/ 물엿/ 식용유)

 

 

 

안녕하세요. 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다.

오늘은 여러분에게 질문 하나를 드리려고 합니다!

위에 보이듯이 제가 식초와 물엿, 식용유를 준비했습니다.

세가지 액체를 한번에 섞으려고 하는데요. 어떤 결과를 가져올까요?

식용유가 가장 아래에 올 것인가 아니면 두 가지 액체만 섞일 것인가....

그럼 이제 섞어보겠습니다!

 

 

 

 

신기하지 않나요! 보시면 물엿 그리고 식초, 식용유 순으로 쌓이는데요.

왜 이런 순서로 쌓이는지, 층분리는 왜 일어나는지 이제부터 설명드리겠습니다.

 

 

 

서로 다른 액체가 순서대로 쌓이는 것은 바로 밀도 차이 때문입니다.

밀도부피에 대한 질량의 비를 의미하는 것으로 위와 같이 단위부피당 가장 무거운 물엿이 가라앉고 그 다음 식초, 식용유 순으로 밀도의 상대적 크기를 알 수 있습니다.

 

세가지 액체 모두 성분의 차이 때문에 밀도를 정확하게 알 수는 없지만 대략적으로 물엿은 약1.1 g/cm³ 이상, 식초는 아세트산의 밀도가 약 1.05 g/cm³임을 볼 때 물과 섞여있어 이보다 약간 못미치는 정도의 값을 가질 것으로 예상됩니다.

식용유는 물에 부으면 둥둥 뜨는 현상을 볼 수 있듯이 0.8g/cm³이상 1.0g/cm³ (물의 밀도) 사이의 밀도를 가집니다.

 

세가지 액체가 순서를 이루면 쌓이는 것은 이해가 되셨나요?

혼합물에서 섞이는 원리에 대해 한가지 더 설명드릴게요.

 

 

사람사이에도 '케미'라는게 있다고 하잖아요. 이 사람과는 처음 봤음에도 불구하고 금방 친해지거나 잘 맞는다는 느낌이 들 때 바로 케미가 있다고 하죠!

분자들도 똑같답니다. 잘 어울리고 친밀한 분자들이 따로 있고 그들 사이에는 당기는 힘이 존재하죠. 그 분자들을 친밀한지 안 친밀한지 구분하는 기준이 바로 성/ 무극성입니다.

 

 

위에 보이시는 물분자(H2O)가 대표적인 극성분자입니다. 극성이란 분자의 구조에서 전자의 배치가 대칭을 이루지 않고 한 쪽으로 치우치는 형태를 말하는데요. 위의 물분자 구조가 극성인 이유는 산소와 연결되지 않은 부분에 결합하지 않은 전자가 두 쌍이나 존재해서 비대칭형태를 이루고 있기 때문에 양전하와 음전하의 무게중심이 일치하지 않기 때문이랍니다.

 

 

 

반대로 무극성은 전하가 대칭을 이루는 형태로 대표적인 것이 이산화탄소(CO2)분자 인데요. 산소를 2개 가지고 있다는 것이 물분자와 상당히 비슷한 구조입니다. 차이가 있다면 이산화탄소 분자는 굽은형이 아닌 일직선 구조를 가지고 있다는 점이죠! 이것은 합하지 않은 전자쌍이 존재하지 않고 원소들 간에 작용하는 힘이 대칭을 이루고 있다는 증거입니다.

 

에탄올이나 물은 극성, 벤젠이나 이산화탄소는 무극성 분자의 예로 극성은 극성끼리 섞이고 무극성은 무극성끼리 섞이려고 합니다. 성향이 비슷한 사람끼리 쉽게 친해지고 케미가 맞다고 하는게 분자와도 어떻게 비슷한지 아시겠죠?

 

이 원리를 앞서 한 실험에도 적용해보자면 식초는 물과 아세트산으로 이루어진 극성물질, 식용유는 무극성 물질이기 때문에 서로 섞이고 싶어하지 않아 계속 저어줘도 층을 유지하는 현상을 보이는 것이랍니다.

 

혼합물의 성질에 대해 예전에도 한번 설명 드린 적이 있는데요. 아래 게시글 참고하시면

도움이 될 것 같습니다. 그럼 화통이는 재밌는 실험 아이템을 구상해서 다시 찾아오도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

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