10원 동전이 100원 동전으로 변신을 한다?



안녕하세요. 삼성정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다.

우리가 흔하게 접할 수 있는 화폐인 동전. 그 중에서도 100원을 가장 많이 사용하고 있는데요. 이런 10원 동전을 100원 동전으로도 만들 수 있다는 사실 알고 있나요? 10원 동전이 100원 동전으로 변신을 할 수 있다는 점이 놀라울 뿐인데요. 오늘 이 시간에는 화통이와 함께 100원 동전으로 변신하는 10원 동전의 정체를 확인해 보도록 하겠습니다.



 



금속의 이온화 경향

베이킹을 할 때 동냄비가 유용하게 사용되는데요. 사용하다 보면 금방 산화가 되어 프르스름하게 색이 변하게 되어 관리가 쉽지 않습니다. 하지만 식초와 소금을 섞고 천에 묻힌 뒤에 동냄비를 닦으면 반짝반작 거리는 동 색깔로 변하게 되는데요. 무엇 대문일가요? 

이는 금속의 이온화 경향 때문입니다. 이온화 경향이란 원자 또는 분자가 이온이 되려고 하는 경향으로, 이온화 하기 쉬운 것을 이온화 경향이 크다고 합니다. 일반적으로 금속이 액체, 특히 물과 접촉했을 때 양이온이 되고자 하는 경향이에요.


동냄비의 이온화 경향은 소금의 이온식을 통해서도 확인할 수가 있습니다. 식초의 이온식은 H+ 양이온과 CH3COOH- 음이온이고, 소금의 이온식은 H+ 양이온과 CI- 음이온이에요. 이런 식초와 소금이 산화된 구리와 같이 둔다면 H+가 계속 이온이 되고 싶어 하며, CH3COOH-와 CI- 자신이 전자를 구리 양이온에게 주면서 스스로 중성이 되고 싶어합니다. 결과적으로 구리 양이온에게 전자를 제공하게 되고, 구리는 완전한 구리빛의 금속으로 다시 돌아올 수 있는 것이죠.


K> Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Co > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Au


이것이 바로 주요 원소에 대한 이온화 경향을 한 눈에 볼 수 있도록 정리를 했는데요. 학창시절 화학시간 때 보았거나 외웠던 기억이 떠오르지 않나요? 왼쪽에 위치할수록 이온화 경향이 높다고 할 수 있습니다. 모든 원소들은 이온이 되려는 성질이 있기 때문에 위와 같은 등식이 생길 수 있겠죠?



 


10원 동전을 도금하는 방법

그렇다면 10원 동전을 어떻게 100원 동전으로 만들 수 있을까요? 그 방법을 알려 드리겠습니다!


1. 물 50ml에 수산화타느륨 한 숟가락을 넣는다. (수산화나트륨 용액)

2. 비커에 아연을 두 숟가락 넣고 수산화나트륨 용액을 붓는다.

3. 혼합용액을 가열장치로 가열한다.

4. 침전물이 가라앉고 용액이 끓기 시작하면 깨끗하게 닦은 10원 동전을 넣고 불을 끈다.

5. 3~4분 뒤 동전을 꺼내 흐르는 깨끗한 물에 행군 뒤 동전의 색을 관찰한다.

* 실험 영상 확인하기(https://youtu.be/UWUkIwiV_3M)


위의 과정을 거치고 10원 동전의 색을 확인하면 100원과 같은 은색으로 바뀌게 된 것을 확인할 수가 있어요. 이는 용액 속에서 아연이 10원 동전 표면에 달라 붙어 표면만 은색으로 변경된, 즉 도금이 된 상태인 것입니다. 이는 아연가루와 아래의 분자식으로도 확인할 수 있으며, 산화 환원 반응으로 인해 10원 동전에 은색 도금이 된 것입니다.

 

 

2NaOH(aq) + Zn(s) ⇒ Na2ZnO2(s) + H2(g)↑



금속의 이온화 경향과 산화 환원 반응에 의해서 깨끗해 지기도 하고, 10원 동전을 100원 동전과 같이 은색을 띠게 만들 수도 있다니 신기하지 않나요? 일상 속에서 도금하기에는 어렵지만 식초와 소금을 활용해 동전을 깨끗하게 만들어 보는 것은 어떨까요? 같은 동전이라도 보다 깨끗한 동전을 사용한다면 기분도 더욱 좋아질 것만 같네요!


 


블로그 이미지

화통이

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

 

 

종이가 노랗게 변하는 이유

 

 

안녕하세요. 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다.

여러분 책상 서랍이나 책들 사이에 꽂아두었던 예전 편지들 꺼내보신적 있나요?

전체가 누렇게 변색된 경우도 있고 테두리만 변색되는 경우도 있죠. 오늘은 종이의 변색의 원인에 대해 알아볼까합니다.

먼저 종이는 언제부터 어떻게 만들어지는지 말씀드릴게요.

 

 

종이의 기원

 

종이, paper라는 단어는 라틴어 파피루스(papyrus)에서 기원했다고 알려져있는데요. 실제 파피루스는 이집트 나일강 유역에 많은 식물로 고대 이집트인의 정보와 역사를 기록해주는데 큰 역할을 담당했습니다. 파피루스의 줄기 안쪽을 벗겨 격자로 놓고 압력을 가한뒤에 종이처럼 기록하고 그림을 그려서 정보를 전달했으며 한장씩 돌돌 말아서 보관을 했다고 합니다. 기원전 기록들이 오늘날 우리가 볼 수 있을 정도로 보관력이 좋았던 것은 이집트의 건조한 기후도 한 몫 했습니다.

 

 

종이를 만드는 방법

  

 

종이는 간편하게 집에서 우유팩으로도 만들 수 있을만큼 원리는 간단합니다. 우선 종이를 만들기 위해서 목재로부터 펄프를 만들고 하얗게 만들기 위해 화학약품을 통해 불순물을 제거하여 표백을 하는 과정을 거칩니다. 이 작업까지 하게 되면 위에서 보시다시피 표면이 울퉁불퉁한 상태인데요. 열과 압력을 가해 매끈하게 하는 공정을 거쳐 비로소 우리가 사용하는 종이와 같은 형태를 얻는 것이랍니다.

 

 

종이가 누렇게 변하는 이유?!

 

종이의 대부분은 셀룰로오스로 이루어져있는데요. 펄프는 목재로부터 만들어지기 때문에

목재에 있던 리그닌이라는 성분을 포함하고 있습니다. 리그닌의 구조는 명확하게 알려져있지 않으나 세포간에 접착하는 역할을 담당하는 고분자 물질이라고 밝혀져 있습니다. 페놀기가 있는 리그닌이 종이에 남게되면 산소와 반응하여 산화되거나 자외선에 의해 광화학 반응이 일어나서 퀴논과 같은 물질로 변하게 됩니다. 다른구조로 변하면서 변색을 유발하는 것이죠. 신문이나 재생지의 경우에는 리그닌이 많이 남아있어 상대적으로 탁한 색깔을 띄는 것이랍니다.

 

 

종이의 변색을 막고 흰색을 유지하기 위해 리그닌을 없애거나 화학약품 처리를 하기도 합니다. 그리고 이에 쓰이는 약품은 대부분 산성인 경우가 많은데 산성약품이 종이에 남아있는 경우 직사광선에 취약하기 때문에 책이나 종이는 빛이 안들고 습기가 적은 곳에 보관해야합니다.

또 고분자 중합에 많이 사용되고 있는 마그네슘 산화물, 티타늄 산화물도 종이의 변색을 막기위해 사용하기도 합니다. 가끔 종이가 푸른 빛을 띄는 경우도 있는데 형광증백제를 처리하여 노란의 보색으로 종이가 누렇게 보이는 현상을 줄이는 역할을 한다고 합니다.

 

우리나라 폐지 재활용율은 약 92%로 세계에서 상위권 수준이라고 합니다. (2014년 기준)

하지만 매년 200만톤 이상의 종이가 소비되고 있고 재활용하는 비율보다 원목으로부터 생산하는 종이의 양이 훨씬 많다고 하니 오늘부터라도 사무실, 학교에서 종이를 절약하는 생활을 실천해보는게 어떨까요? 

 

블로그 이미지

화통이

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

 

 

신호등 용액의 색 변화 실험

 

안녕하세요~롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다. 오늘 여러분에게 보여드릴 실험은 바로 신호등 용액 만들기 입니다. 신호등은 빨강, 노랑, 초록 빛으로 보행자와 자동차의 안내를 돕는데요. 오늘 화통이가 만드는 용액도 바로 이 신호등 처럼 여러색깔을 띄며 반응을 하는 원리를 이용한 것입니다!

 

 

신호등 용액 실험

 

오늘 화통이가 만드는 신호등 용액은 바로 포도당을 이용하여 만들 것인데요. 포도당 그리고 수산화 나트륨, 물을 각각 준비합니다.

 

 

포도당과 수산화 나트륨은 물을 따로 준비하셔서 녹여주시고, 포도당을 녹이는 물이 수산화 나트륨보다 4배 정도 더 많이 준비해주시면 됩니다.

 

 

포도당과 수산화 나트륨 용액이 준비되면 포도당과 수산화나트륨의 용액을 3:1의 비율로 섞어줍니다.

 

바이알 유리병에 약간의 공간을 남겨둘 만큼만 채우고 인디고카민 지시약을 5-7방울 넣어줍니다. 지시약을 넣으면 내용물이 초록색으로 변하는 것을 볼 수 있습니다.

 

용액의 처음 모습은 보시다시피 연두색과 노란색의 중간 빛을 띄는데요. 병을 흔들면서 색깔을 관찰해 보겠습니다.

 

 

어떤 색깔들이 보이시나요?

빨간색/노란색/초록색이 보이시나요?

 

 

짜잔~! 저희가 볼 수 있는 색깔은 바로 빨강/노랑/초록 입니다. 유리병의 흔드는 세기를 조절하면 세가지 색을 다 관찰할 수 있는데요! 색의 변화를 일으키는 것은 바로 유리병의 빈공간!

처음에 빈공간을 남겨 두어야 한다고 말씀드렸는데요~

빈공간의 산소가 이런 색의 변화를 가져온답니다.

 

 

신호등 용액에 숨겨진 화학적 원리는?!

 

신호등 용액의 색깔변화를 일으키는 원인은 바로 산소입니다.

예전에 산소와 결합하는 반응을 산화, 헤어지는 반응을 환원이라고 말씀드렸었는데요.

 

옷을 하얗게 만드는 원리(표백제 이야기)

http://www.finelfc.com/309

 

이번에도 같은 원리가 사용됩니다. 인디고카민 용액 산화-환원의 지시약으로 산소의 농도에 따라 색깔이 달라지는 특성을 가지고 있습니다. 용액을 흔들지 않은 상태에서는 포도당이

용존 산소(물 속의 산소)를 모두 흡수 하기 때문에 인디고카민 용액이 산소와 결합하기 어려워서 노란색을 나타냅니다. (환원된 상태라고 볼 수 있죠!)

 

그런데 유리병을 흔들어주면 빈공간의 산소가 용액으로 용해되면서 인디고카민 용액이 산소와 접촉하게 되고 빨간색으로 변하게 됩니다. 더 빠른 속도로 흔들면 더 많은 산소와 결합이 일어나 초록색으로 변하게 되죠~

 

용액을 그대로 두면 포도당이 다시 산화되고 산소를 흡수하기 때문에 용액은 인디고카민의 본래의 색깔로 돌아가게 됩니다. 단 포도당의 산화 흡수량이 많아져서 포화상태가 되면 색상은 원래처럼 돌아가지 않으니 참고하세요~

 

 

화학에서 산화-환원반응은 양파와 같이 까면 깔수록 새로운 면이 많은 것 같습니다.

생각보다 많은 분야에 적용해서 사용되고 있기도 하죠!

화통이도 여러분의 이해를 돕기 위해 실험과 소재 발굴을 멈추지 않겠습니다!

다음번 실험 내용도 기대해주세요~

 

 

블로그 이미지

화통이

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

티스토리 툴바