심지가 없으면 불이 붙을 수 있을까?

 

 

 

안녕하세요. 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다. 

저는 요새 디퓨저도 사용하고 있지만 고기 냄새나 음식 냄새를 집에서 제거할 때는 가끔

향초를 켜두기도 하는데요. 그러면 냄새도 금방 잡히고 향긋한 향기까지 나서 일석이조 라구요. 그런데 심지가 촛농에 잠기면 불이 꺼지는 현상을 보고 말았답니다.

화통이의 호기심이 바로 여기서 발동했지요.

심지의 역할이 무엇일까요? 지금부터 알아보도록 해요~

 

 

양초의 원리

 

초는 대부분 파라핀으로 만드는데요. 파라핀은 석유에서 얻은 탄화수소류의 혼합물입니다. 사슬구조인 파라핀은 반응성이 약하고 화학약품에 내성이 있다는 것이 특징인데요. 연소할 때는 공기 중의 산소와 반응합니다. 따라서 탄화수소의 탄소는 산소와 반응하여 이산화탄소를 생성하고 수소는 산소와 반응하여 물을 생성시킵니다.

성냥불을 양초 심지에 갖다대면 바로 불이 붙을까요?

성냥불이 양초 심지를 데워서 양초를 녹이고 이 액체가 더 가열되어 기체로 증발해야만 비로소 불이 붙는 것을 보실 수 있을겁니다. 이렇게 심지에 불이 붙으면 연소반응으로 생긴 열이 지속적으로 양초를 녹여서 액체를 만들기 시작하죠. 이 액체는 심지를 타고 올라가서 기화되어 산소를 만나 활활 타오르게 됩니다.

 

 

 

촛불의 불빛은 왜 주황색일까요?

 

 프로판가스의 경우 불빛은 푸른색인데요. 촛불은 저렇게 주황빛을 띄고 있죠. 어떠한 차이가 있는 것일까요? 연소되는 불빛을 결정하는 요소는 바로 산소의 양인데요. 연소 시에 산소가 얼마나 충분하냐에 따라 색깔이 파랗기도 하고 노랗기도 한 것이죠. 산소의 양이 많으면 푸른색 빛이 돌고 부족하면 노랗거나 주황빛이 된답니다.

위에서도 말씀드렸지만 양초가 완전히 연소된다고 가정하면 모든 이산화탄소와 물로 다 변하는데요. 양초가 완전히 연소되지 못했을 때 미세한 크기의 탄소 입자도 같이 생기는 경우도 있습니다.. 이 입자가 불꽃 속에서 노란빛을 띄게 만들죠. 이 입자들이 불꽃 위로 올라가게 되면 충분한 산소를 공급받게 되면 완전하게 연소하게 됩니다. 반면 프로판가스는 공기와 섞여 빠른 속도로 완전 연소하기 때문에 알갱이도 없고 상대적으로 투명하답니다.

 

 

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<과학교사가 알려주는 원소이야기 7.

 생(生)과 사(死)를 주관하는 산소>

 


 

 

여러분 안녕하세요! 과학교사 정은희입니다.

사진 뭔지 아시나요? 다들 어릴 그리스로마신화를 읽었을 거라 생각해요. 그림  남자는 프로메테우스랍니다. 신의 불을 훔쳐 인간에게 죄로 독수리에게 간을 먹히는 벌을 받았죠.

고대에서 불은 체온 유지와 맹수 퇴치, 음식을 익히는 데 사용되었고, 생명 유지에 필수적이었습니다. 프로메테우스는 그것을 알았던 것이죠. 불이 있었기에 인간 문명이 이렇게 발달한 것이랍니다! 불이 없다면 인간 사회는 원시사회로 돌아갈지도 몰라요. 그만큼 불은 꼭 필요한 존재인데, 산소가 있어야만 불을 피울 수 있답니다.물질이 공기 중의 산소와 화합하는 반응 중에 일정 온도 이상 열이 발생하면 불이 붙는 거에요. 오늘은 불이 생성되려면 꼭 필요한 원소인 산소에 대해서 알아보도록 합시다~!

 


산소의 발견은 누가?

 

산소, Oxygen은 1772년과 1774년에 셀레와 프리스틀리가 각각 서로 다른 방법으로 발견했습니다.

1774년 8월1일, 프리스틀리는 산화수은이라는 붉은색 가루에 렌즈를 통해 햇빛을 모았더니 붉은색이 없어지면서 은백색의  금속 방울이 생겨나면서 기체가 함께 발생하는 것을 관찰하였어요. 그래서 이 기체의 성질을 알아보기 위해 기체를 유리 그릇에 모았는데 우연히 촛불을 그릇 속에 넣어보니 불꽃이 세차게 타오르는 것을 관찰했다고 해요.  그는 이 기체에서 생물이 얼마나 살 수 있는지를 궁금해서 쥐를 넣어보기로 했대요.

너무 잔인하지 않냐구요? 다행히도 목사님이었던 프리스틀리는 쥐가 괴로워하면 바로 꺼내주려고 쥐꼬리를 잡고 있었다고 합니다. 이 실험의 결과 프리스틀리는 이 기체가 보통의 공기보다 불을 잘 생기게 하며 동물이 공기에서 보다 그 속에서 더 오래 살 수 있다는 사실을 발견하였고, 이 기체를 플로지스톤을 잃어버린 공기라고 부르기로 했어요. 그런데 이상하죠? 셀레는 1772년에 산소를 발견하였다고 하는데  왜 프리스틀리의 실험이 공식적인 산소를 발견한 첫 실험으로 인정받고 있을까요?

셀레프리스틀리와 다른 방법으로 산소 기체를 발견했고 자신이 발견한 사실을 원고로 적어 출판사에 넘기고 여행을 떠났는데 출판사 사장이 너무 게을러서 원고를 창고에 처박아두고 출판을 하지 않아 1777년이 되어서야 그 사실이 밝혀졌다고 해요. 그래서 프리스틀리는 산소의 공식적인 최초 발견자가 되었지만, 산소의 화학적인 가치는 잘 몰랐다고 합니다.

반면에 프리스틀리와 동시대에 살았던 근대화학의 아버지인 라부아지에는 그 기체의 성질을 가장 정확하게 파악하고 그 이름을 산소라고 붙였어요. 라부아지에는 이 기체가 신맛을 내는 산의 근본물질이라고 생각하여 산(oxy)을 만든다(generating)라는 뜻으로 산소(oxygen)라고 이름을 붙였다고 해요. 그러나 산이 모두 산소와 관련이 있는 것은 아니라는 사실을 꼭 알아두길 바랍니다!

 


에너지를 얻기 위해 필요한 산소!

 

산소는 식물의 광합성 과정에서 생성됩니다. 식물이 방출한 산소를 동물이 호흡하여 체내로 이동한 산소는 포도당과 같은 유기물질을 분해하는 세포호흡을 돕습니다. 이 과정을 통해 동물은 에너지를 얻습니다.  세포 호흡의 과정을 반응식으로 나타내면 다음과 같습니다.

 C6H12O6+ 6O2 → 6CO2+ 6H2O+ Energy

동물은 에너지를 얻어 살아가기 위해 호흡을 통해 산소를 체내에 공급해줘야 하지만 동물이 죽어 부패되기 위해서도 산소가 필요해요. 부패는 주로 미생물에 의해 이루어지지만 산소가 부족하면 완전산화가 이루어지지 않아 반드시 필요하죠~ 즉 산소는 생물의 삶과 죽음을 모두 함께하는 기체랍니다.

 

 

 

산소(O2)와 오존(O3)

 

 

지금까지 설명한 산소(O2)는 산소원자 2개가 결합한 것입니다. 3개의 산소원자가 결합한 것도 있는데, 이런 산소의 동소체를 오존 (O3)이라 합니다. 산소보다 산화력이 강해서 살균, 정화, 소독, 탈취, 표백 등에 쓰입니다. 또한 독성이 있어 체내에 들어가면 강한 산화작용으로 세포막을 손상시켜 인체에 유해할 수 있습니다. 그러나 오존이 나쁜 것만은 아니에요! 오존은 대기의 성층권에서 자외선으로부터 지구를 보호하는 역할을 하는데요. 환경오염이 심해저 오존층이 파괴되고 있죠.

우주를 만든 것이 수소와 헬륨이라면 지구의 생명을 만든 것은 산소라고 할 수 있습니다. 산소는 우리의 삶을 둘러싸고 있어 그 가치를 평소에는 잘 모르고 사는 것 같습니다. 우리의 생명을 유지해주고 있다는 생각을 하면, 그 존재만으로도 경이로움이 느껴지지 않나요?

매일 아침 일찍 일어나 기지개를 키며 숨을 크게 한 번 쉬는 것으로 산소를 기억하는 것은 어떨까요 : >

 

선생님의 한마디  

모든 산소가 우리에게 이로운 것은 아닙니다. 우리 몸에 해가 되는 산소도 있습니다. 바로 활성산소인데요. 활성산소는 세포에 손상을 입히는 모든 종류의 변형된 산소입니다. 적당한 양이 있으면 생리기능과 몸을 보호하지만, 체내에 과다하게 있을 경우 세포 손상과 노화를 유발합니다. 대표적으로 과산화수소, 초과산화 이온, 수산화라디칼 등이 있죠.

 

수산화라디칼은 소독약으로도 쓰이지만, 산화력이 커서 다른 물질을 쉽게 변형시키는 특성으로 인해 제거하지 말아야 할 분자까지 공격하기 때문에 주의가 필요합니다.

초과산화 이온은 불안정하기 때문에 다른 입자로부터 전자를 강제로 뺏는 성격을 가지고 있습니다. 다른 입자로부터 전자를 뺏으면 초과산화 이온은 안정화되지만, 전자를 뺏긴 입자는 산화되어 버립니다. 초과산화 이온이 탄수화물과 단백질 같은 필수 물질을 산화시켜 유전자 손상이 일어나면, 노화는 물론 여러 질병에 쉽게 노출될 수 있습니다. 현대 질병의 90% 이상이 유전자 손상에 의한 것이라고 생각하면 아찔하네요..

우리 몸 속 활성산소는 생활 속 작은 실천으로도 줄일 수 있는데요~.

4가지 정도만 지켜주세요! 금연! 음주는 1-2잔! 소식! No 스트레스! 간단하죠…?

흠… 사회생활을 하는 직장인들은 좀 힘드시려나요?

이외에도 현미, 단호박, 호두, 베리류, 홍삼이 대표적인 항산화 음식이니 매일매일 조금씩 챙겨먹으면서 건강 유지하도록 해요: )

 

 

 

 

 

 

 

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『유쾌발랄 화학스토리』 험프리 데이비 이야기

 

 

 

 

안녕하세요! 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다. 

오늘은 여러분에게 안전등을 발명한 화학자 한 분을 소개드리려고 합니다. 안전등이 어디에

쓰이는 물건인지 궁금하지 않으신가요?

 

 

안전등의 사용은 석탄을 캐는 탄광에서부터 사용하기 시작했습니다. 탄광은 어둡기 때문에

빛이 필요한데 당시에는 전구가 없었기 때문에 기름램프를 가지고 작업을 했다고 합니다.

하지만 분진이 있는 곳에 불씨가 있는 것은 굉장히 위험한 일이죠!

 

<밀가루를 엎었을 때 대처법?>

http://www.finelfc.com/67

 

예전에도 설명 드렸다시피 가루는 표면적이 넓어 반응하기가 매우 쉽습니다.

따라서 공기와의 접촉면적이 넓어지면 폭발할 가능성이 있는 것이죠~

 

 

 

 

 

 

 

분진 폭발로부터 안전하게 하기 위한 험프리 데이비의 아이디어는 무엇이었을까요?

 

 

그것은 바로 램프의 불꽃을 금속철망을 이용해 감싸주는 역할을 하게 한 것입니다.

램프에서 나오는 불꽃의 열을 금속철망이 빠르게 확산시켜주어 발화점 이하의 온도를

만들어 주어서 폭발을 할 수 없게 한 것이죠!

 

여기서 잠깐! 연소에는 3대 요소가 있습니다.

첫번째 연료, 두번째 산소, 세번째는 바로 발화점 이상의 온도인데요.

여기서 한가지만 빠져도 연소는 일어나지 않습니다.

험프리 데이비는 바로 세번째 이 온도의 조건을 변화시켜 연소가 어렵게 만든 것이죠!

대단하지 않나요?

 

 

 

 

 

 

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