유리병 속 수중 정원 만들기!(화학정원 만들기)

 

 

 

 

 

안녕하세요! 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다. 

오늘은 여러분에게 작은 유리병 안에 수중 정원을 만드는 실험을 해보려고 합니다.

보기만해도 시원한 느낌이지 않나요? 그럼 이제부터 같이 만들어봐요!

 

 

 

우선 물유리라고 불리는 용액을 준비합니다. 물유리는 이산화규소와 알칼리금속을 녹여서 만든 용액인데요. (나트륨이 일반적으로 많이 쓰입니다) 정원의 느낌을 살려주기 위하여 흰색 자갈도 같이 준비하였습니다. 반응에 사용할 금속염은 황산구리, 염화구리, 염화코발트인데요. 황산구리의 푸른색, 염화구리의 초록빛, 염화코발트의 붉은색이 정원을 더 화려하게 만들어줄 것 같죠?

 

 

예쁘지 않나요? 붉은 빛이 없어지고 진한 남색이 생겼죠?

마치 산호초 같기도 하고 해조류 같기도 하고 말이죠.

 

 

 

지금부터 알아보도록 하겠습니다.

저희가 주목해야하는 액체는 물유리(Na2O·nSiO2)! 무색 투명하고 점성이 있는 끈적끈적해 보이는데요.바로 장마철 습기제거제에 관련한 원리와 함께 설명드렸던 실리카겔의 재료가 되는 액체랍니다.

물유리와 색깔을 띄는 금속염이 만나서 반응을 하게 되고 다른 규산염이 생기게 되는데요. 이 원리를 이용해서 위와 같은 화려한 화학정원을 만들게 되는 것이랍니다.

 

새로운 염이 만들어지는 과정을 반응식으로 나타내면 이렇게 됩니다.

 

CuSO4(s)+Na2SiO3(l)->CuSiO3(s)+Na2SO4(l)

황산구리(고체)+규산나트륨(액체)-> 규산구리(고체)+황산나트륨(액체)

 

이렇게 겔 형태의 새로운 염이 만들어지고 새로운 염의 막이 반투과성막의 역할을 해서 물유리의 물만 농도가 더 높은 반투과성막 안쪽으로 들어오게하는 것이랍니다. 바로 이 현상이 삼투현상이죠! 물이 점점 들어오면서 위쪽으로 염이 자라는 것처럼 보이는데요. 이유는 물유리의 압력이 위쪽이 상대적으로 약해서 위쪽 방향으로 부피가 점점 커지기 때문입니다. 저희 눈에는 싹이 자라는 것처럼 보이죠?

 

 

 

식물 뿌리에도 삼투현상이?!

 

 

식물은 물을 어떻게 빨아당기는 것일까요?

식물이 토양으로부터 물을 흡수할 때 바로 삼투현상이 이용됩니다.

식물의 내부는 만들어진 양분이 있어서 토양보다는 높은 농도를 가지고 있어요. 그리고 뿌리를 구성하고 있는 식물세포의 세포막이 반투과성막이 되죠. 따라서 흙 속의 수분은 농도평형을 이루기 위해 진한 농도의 뿌리 안으로 들어오려고 하게 되고 반투과성막에 의해 입자가 큰 양분은 빠져나가지 않는답니다.

 

화학은 식물이 수분을 흡수하는 원리처럼 자연에서 출발해서 금속염을 만들기까지 다양하게 응용될 수 있는 학문이라는 것! 참 매력적이지 않나요?! 알면 알수록 무궁무진한 세계가 있는 것 같습니다.

마지막으로 삼투현상에 관련된 지난 게시물 첨부할게요!

같이 읽어보시면 훨씬 빨리 이해되실거에요~ 다음번에는 더 흥미진진한 실험으로 찾아뵙겠습니다.

 

달팽이의 천적은 소금?!

http://www.finelfc.com/71

우리몸에도 삼투현상이?!

http://www.finelfc.com/229

 

 

 

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

 

우리 몸에도 삼투현상이?!

 

 

안녕하세요! 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 소통이입니다! 소통이는 얼마전에 장염에 걸려 탈수증상 때문에 힘든시간을 보냈습니다. 처음 걸려본 장염이 당황스러웠는데요. 주위에서는 탈수증상이 있으니 이온음료를 먹어야 된다는 이야기를 해주었습니다. 삼투작용과 관련이 있었기 때문인데요. 우리몸의 삼투현상, 조금 더 알아볼까요?

 

삼투현상이란?

 

삼투현상이라 하면 소금으로 배추를 절일 때, 손을 물에 오래 담궈서 손이 쭈글해질 때 나타나는 현상이 떠오르는데요.

 

이전에 삼투압에 대해서 포스팅을 해드렸었죠~

달팽이의 천적은 소금?! <http://www.finelfc.com/71>

 

삼투현상이란, 농도평형을 이루기 위해 저농도 용액이 고농도 용액쪽으로 이동해 가는 현이었습니다. 그래서 소금물로 배추를 절일 때, 농도가 낮은 배추수분이 농도가 높은 소금물로 이동하면서 절여지는 거였죠. 

 

그렇다면 우리 몸에서는 어떤 삼투현상이 나타날까요?

 

바로 설사가 이런 현상에 의해 발생합니다. 우리 몸의 작은 창자쪽에 물이 과도하게 들어오면 설사가 유발되는데, 우유를 예로 들어볼까요?

우유를 마시면 이상하게 설사를 하는 분 있으시죠? 또는 장이 좋지 않아 일시적으로 소화를 시키지 못한 분들도 있으실겁니다. 소통이는 후자였어요 ㅜㅜ

 

 

그건 우유 속의 젖당이 내 몸의 작은창자에서 분해되지 못한 채로 남아있기 때문입니다. 삼투현상에 의해 우리몸의 수분이 고농도인 젖당을 묽게 하려고 창자로 이동하면서 창자 내에 물의 양이 빠른속도로 많아져 설사가 유발되는겁니다.

 

창자에서 우유 속의 젖당이 분해효소에 의해 분해가 되면서 영양분으로 전달되어야 하는데 분해효소가 분비되지 못하는거죠. 즉, 우리 몸보다 고농도의 삼투압물질이 장에 들어 있다면 우리몸의 수분이 장 쪽으로 이동한다는 이야기입니다. 

 

그럼 물만 먹어야 할까요?

 

우리 몸은 수분전해질을 필요로 합니다.

설사를 하면서 물과 전해질이 함께 배출되었기 때문에 단순히 물만 먹어서는 혈액 속의 전해질 농도가 낮아져서 여러 가지 문제가 생길 수 있다고 해요. 그래서 전해질도 함께 보충해주어야 하는데요.

 

음식물을 섭취하지 못한 채로 땀으로, 설사로 수분을 많이 흘린 소통이에게는 전해질이 필요했던거죠. 그래서 장염에 심하게 걸린 사람들은 탈수증상 때문에 수액을 맞기도 한답니다.

 

탈수증상을 막기 위해서는?!

 

전해질은 나트륨, 염소, 칼륨 같은 것으로 부족하거나 과하면 삼투압 균형이 깨집니다. 우리는 전해질을 보충하기 위해 이온음료를 마시곤 하는데, 여기서 주의해야 할 점은 우리몸보다 낮은 저삼투압의 이온음료를 마셔야 한다는 겁니다.

 

 

미국에서는 나트륨이 22∼30 mEq/L정도 함유된 이온 음료를 마실 것을 권장한다고 하는데요. 대부분의 이온음료들이 나트륨 함량이 적고 당분이 너무 많아서 우리 몸의 삼투압(275~290mOsm/L)보다 훨씬 높은 삼투압을 가지고 있다고 합니다. 몸의 수분이 삼투압이 높은 장속으로 이동하여 오히려 탈수를 막기보다는 설사를 조장할 수 있다고 하니 수분과 전해질 흡수가 효과적으로 일어날 수 있도록 우리몸보다 낮은 저삼투압 이온음료 고르는 것, 잊지마세요!

 

당은 몸의 혈당을 유지하는 데 도움을 줄 수 있지만 탈수의 치료제나 전해질의 보충제는 아니니깐요.

국가건강정보포털에서는 탈수를 막기 위한 가정 내 응급처치 방법으로

끓인 물에 물 1L, 설탕4, 소금 1 숟가락을 타서 마시는 것을 권고하고 있다고 하니, 탈수증상이 왔을 때저삼투압의 이온음료를 마시거나 국가건강정보포탈에서 권고한 방법으로 전해질을 섭취해줘야 겠습니다.

 

더운 여름, 소통이처럼 고생하지 마시고 음식 조심하세요 §:) 

 

 

 

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<달팽이와 소금, 삼투현상>

 

 

안녕하세요? 유쾌발랄 소화제의 화통이입니다. 여러 분들은 달팽이를 보신 적이 있나요? 초등학교 시절, 비가 내린 다음날 만난 달팽이가 신기해 한참이나 구경했던 기억이 있는데요. 하지만 달팽이에게 천적이 있다는 사실, 아시나요? 달팽이를 아끼고 싶으신 분들은 이것만은 꼭 피해주셔요!

 

달팽이에 소금이 닿으면?

달팽이에 소금에 닿으면 달팽이는 말라 버립니다. 그 이유는 바로 삼투압 때문이죠! 소금 때문에 달팽이의 표면은 농도가 높아지게 되는데요. 양쪽의 농도차이를 맞추기 위해 농도가 낮은 달팽이의 몸 속에서 농도가 높은 외부로 수분이 이동하게 됩니다. 결국 달팽이는 체액이 빠져나가 말라 죽는 것이죠. 즉, 삼투압 현상으로 수분을 잃어 죽게 되는 것입니다.


삼투압이란?

사진출처: 네이버캐스트

삼투압이란 반투막을 사이에 두고 농도가 다른 두 액체를 막아 놓았을 때, 용질의 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 용매가 옮겨가는 현상에 의해 나타나는 압력을 말하는데요. 반투막은 작은 용매 알갱이는 통과하지만 큰 용질 알갱이는 통과하지 못하는 막을 말하며 여기서 반투막은 달팽이의 몸을 뒤덮고 있는 세포막에 해당합니다. 그리고 용매는 달팽이 몸 속 수분, 용질은 소금입니다. 쉽게 말하면 삼투현상은 염분이 있는 곳으로 물이 따라가는 현상이라고 할 수 있습니다.

 

여기서 농도가 짙은 용액에, 삼투압보다 높은 압력을 가하면 삼투압이 반대로 일어납니다. 이를 삼투현상을 거꾸로 일으킨다고 하여 역삼투라고 합니다. 즉, 농도가 짙은 용액 속의 용매가 반투막을 통하여 농도가 묽은 용액 속으로 이동하는 것이죠. 우리는 이와 같은 원리를 이용하여 바닷물로부터 물을 뽑아낼 수 있습니다.

 

일상 생활에서는?

 

일상 생활에서는 배추를 소금에 절이는 것, 물에 오래 있으면 피부가 쭈글해지는 것, 식물이 뿌리에서 물을 흡수하는 것 등 모두 삼투현상에 해당합니다. 소금물에 배추를 절이는 경우, 농도가 낮은 배추 속에서 농도가 높은 소금물로 수분이 이동하게 되는 것이죠. 또한 몸의 탈수를 막기 위해 물과 소금을 함께 먹는 것도 이를 활용한 예입니다. 우리 몸의 수분이 빠져나가는 것을 막기 위해, 체내의 농도를 높이는 높이는 것이죠.

 

예부터 달팽이는 논, 밭에 서식하면서 각종 작물들과 잎을 갉아먹는 농사의 방해꾼이었는데요. 선조들은 달팽이를 처치하기 위해 사용하였던 방법 중 하나는 달팽이에 소금을 뿌리는 것이었다고 합니다. 역시 선조들은 지혜롭지만 달팽이들을 생각하면 슬픈 방법인 것 같습니다. 여러 분들, 신기하다고 따라하시면 아니~ 아니~ 아니되오~

 

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