'질량보존의 법칙'에 해당되는 글 2건

 

 

『유쾌발랄 화학스토리』 돌턴 이야기

 

 

안녕하세요! 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다. 

세상은 무엇으로 이루어져 있을까? 라는 질문을 가지고 연구를 시작한 과학자가 있습니다.

오늘은 화학도들에게 공부를 시작할 때 가장 처음에 배우는 존 돌턴에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

 

 John Dalton (1766.09.06~ 1844.07.27)    

 

 

세상을 이루고 있는 가장 작은 입자는 무엇일까? 돌턴의 원자설

 

돌턴의 원자설을 알려드리기 전에 사실은 그 전의 질량보존의 법칙일정 성분비의 법칙을 알아야 하는데요. 질량 보존의 법칙은 『유쾌발랄 화학스토리』 라부아지에 이야기에서 설명 드렸었죠?

 

  『유쾌발랄 화학스토리』 라부아지에 이야기

http://www.finelfc.com/277

 

간략하게 다시 말씀드리면 질량보존의 법칙은 닫힌 계에서 반응을 하여도 총 질량이 변하지 않는다는 것이랍니다. 일정 성분비의 법칙은 화합물을 구성하는 원소들이 질량비가 일정하게 구성된다는 법칙입니다. 예를 들어 순수한 화합물인 물(H2O)은 수소(H)원자 2개, 산소(O)원자 1개로 이루어지는데요. 수소:산소의 질량비가 항상 1:8을 만족해야 물분자가 만들어집니다. 다른 비율로는 물이 되지 않는다는 것이 바로 일정 성분비의 법칙입니다.

앞서 말씀드린 질량 보존의 법칙과 일정 성분비의 법칙을 설명하기 위해 제안된 것이 바로 돌턴의 원자설입니다.

 

돌턴이 주장한 원자설은 다음과 같습니다.

 

1) 원자는 더 이상 쪼갤 수 없다.

2) 한 원소의 원자는 다른 원소의 원자로 바뀌거나, 없어지거나, 새로 생겨나지 않는다.

3) 같은 종류의 원자는 크기와 종류가 같고, 다른 종류의 원자는 크기와 질량이 서로 다르다.
4) 화합물에서 한 원자와 다른 원자는 정해진 수의 비율로 결함함으로써 이루어진다.

5) 화학반응은 원자와 원자의 결합방법만 바뀌는 것으로, 원자가 다른 원자로 바뀌지 않아 총 질량은 보존된다.

 

돌턴이 주장한 원자설 중에 가설 3개는 현재 잘못된 것으로 알려졌는데요.

1번의 가설은 원자는 다시 양성자, 중성자, 전자로 더 작은 입자로 쪼개어질 수 있기 때문에

2번은 핵분열이나 핵융합 시 다른 원자로 바뀔 수 있기 때문에

3번은 성질은 같으나 질량값이 다른 동위원소의 존재 때문에 이후에 개념이 수정되었습니다. 

돌턴의 가설이 일부 오류가 있긴 하지만 처음 원자라는 개념을 도입하여 배수비례법칙 등 다양한 화학 법칙을 발견하는데 밑바탕이 되었다는데 큰 의의가 있습니다.

 

 

 

 

 돌턴이 색맹이었다?!

 

 

 

혹시 Daltonism 이라는 단어 들어보셨나요? 선천적 적록 색맹을 의미하는 이 단어에 숨겨진 Dalton, 돌턴 보이시나요? 돌턴은 심한 색맹으로 알려져 있는데요. 검소하며 모든 사람들은 서로 평등하다는 것을 강조하여 주로 회색 계통의 간소복을 입는 퀘이거 교도였던 돌턴은, 어머니에게 선물한 양말이 회색이 아닌 빨간색임을 나중에 알아차리고 색맹이 있다는 것을 알게됩니다. 사후에 본인의 안구를 연구용으로 기증하여 색맹에 대한 연구를  그의 이름을 따서 적록 색맹을  Daltonism 이라고 부르는 것이랍니다.

 

어떠셨나요? 화학자 이야기가 마냥 어려운 것은 아니죠?

물질은 무엇으로 이루어져있을까?라는 질문으로부터의 연구가 근대화학의 기초가 되어 현대에 이르기까지 수많은 법칙이 되었다는 사실, 신기하지 않나요?

여러분들도 오늘부터는 주변의 작은 것에도 호기심을 가지고 알아보는 자세를 가지시면 훗날 여러분들의 이름을 남기는 날이 오지 않을까라는 생각을 해봅니다.

다음번에도 더 흥미진진한 화학스토리로 찾아뵙겠습니다!

 

 

  

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     『유쾌발랄 화학스토리』 라부아지에 이야기

 

 

안녕하세요!  롯데정밀화학유쾌발랄소화제의 화통이입니다. 

오늘은 여러분에게 화학을 빛낸 인물을 소개드리려고 합니다. 화학자는 다소 생소하시겠지만 이 분의 연구성과가 없었더라면 우리 생활의 대부분의 기초적인 원리를 응용하기까지 상당한 어려움이 있었을 것 같습니다. '근대화학의 아버지' 라부아지에에 대하여 알아볼까요?

 

 

                                                     Antoine Laurent de Lavoisier(1743.8.26 ~ 1794.5.8)

 

 

라부아지에의 일생

 

라부아지에는 부유한 법률가의 아들로 태어나 법학을 전공했지만 자연과학에 흥미를 가지게 되면서 화학연구를 시작하였습니다. 여러가지 실험을 통해 플로지스톤설을 부정하고 연소설을 주장하는 등 화학분야에서의 입지를 확고히했습니다. 그러나 프랑스 혁명이 일어나고 세금 징수원이었던 라부아지에는 처형을 당하게 되는 비극적인 결말을 맞이하게 됩니다.

 

 

 

 라부아지에와 질량보존의 법칙

 

 

 

라부아지에는 오늘날의 자연과학의 근본이 되는 법칙인 질량보존의 법칙 정립했습니다.

이 법칙의 발견은 라부아지에의 정량적인 실험이 뒷받침 되었기때문에 가능했습니다.

라부아지에는 주석을 연소시키는 실험을 통해 반응 전과 후의 총 질량이 같음을 밝혀냄으로써 화학반응의 전후에서 반응물질이 전체 질량과 생성물질의 전체질량은 변하지 않는다는

이론을 증명합니다.

 

반응 전 주석 질량 + 반응한 기체 질량  =  연소 후 산화주석의 총 질량

 

 

또한 페리칸 병 (목이 긴 유리병)을 이용하여 물을 넣고 100일동안 가열하여 그 전후의 물과 증류기 및 침전물의 무게를 저울로 측정하여 가열 전후에서 물의 양에는 아무 변화가 없는 것을 알아내었습니다. 침전물은 물이 전환한 것이 아니고 유리에서 생긴것임을 정량적으로 밝혀내었고 근대화학의 기초 이론인 연소이론까지 확립하게 됩니다.

 

 

 

 라부아지에와 물 분해

 

 

 

라부아지에는 아리스토텔레스의 '4원소 변환설'(만물을 이루는 기본물질인 물, 불, 흙, 공기는 각각 차가움, 뜨거움, 건조함, 축축함의 성질을 갖고 있는데 성질이 조합이 되면 다른 원소로 변환된다는 주장)을 부정하였는데 물분해 실험 통해서 입증하였습니다.

위 그림과 같이 불이 붙은 철제관을 지나면서 철제관은 산화되고 병의 끝에는 매우 폭발성이 큰 기체가 모이게 됨을 알게됩니다. 철을 녹슬게 한 것은 산소이고, 폭발성을 가지는 기체는 수소인 것이죠. 즉 물은 산소와 수소로 분해된다. 물은 원소가 아니다라는 것이

입증되면서 아리스토텔레스의 주장이 틀렸다는 것이 알려지게 됩니다.

 

 

 엘뢰테르 이레네 듀폰(Eleuthere Irenee du Pont)은 그 이후 라부아지에로부터 사사받은 화약기술을 바탕으로 화약 공장을 세우게 됩니다. 이것이 바로 지금의 듀폰(Du Pont)이라는 회사의 시초이기도 하죠.

 

 

화학자 이야기 들어보니 어떠신가요?

『유쾌발랄 화학스토리』는 다음에도 계속될 예정이니 지켜봐주세요

 

   

 

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