<과학교사가 알려주는 원소이야기 19. 건강지킴이 칼슘>


 

 

여러분 안녕하세요! 과학교사 정은희입니다~ 키 크려면 우유먹어야지!

어릴 때 정말 많이 들었던 말인데요.

밀크 타임이 있을 정도로 정해진 시간에 우유를 챙겨먹었던 기억이 있네요.

우유를 많이 먹으면 정말 키카 클 수 있을까요? 

어떠한 원소가 그런 작용을 하는 것일까요?

 

 

 

몸 속에서 칼슘은?

 

 

칼슘은 인체에서 가장 많은 금속 원소이며 필수영양소입니다. 체중의 약 1.4%를 차지하고 체내 칼슘의 약 99%는 뼈와 치아에 있죠. 그래서 뼈가 형성되려면 칼슘이 충분히 공급되어야 합니다. 부갑상선 호르몬이 뼈에서의 칼슘 농도를 조절합니다. 칼슘이나 단백질과 결합된 상태의 칼슘이 뼈에 전달되면 세포에 필요한 칼슘을 축적한 후 방출하는 것이죠. 또한 칼슘은 신경전달, 근육 운동, 혈액 응고, 호르본 분비 등 효소 보조인자와 세포 활성화에 관여합니다.

 

칼슘은 체내에서 일정량 균형을 이루어야 합니다. 칼슘의 양이 필요 이상으로 높아지면 이들이 음이온과 결합하여 조직이나 기관에 쌓이는 석회화가 일어납니다. 그러면 조직과 기관이 딱딱해지고 암으로 진행될 가능성이 큽니다. 반대로 칼슘이 부족하면 골다공증이 유발됩니다. 특히 폐경기 여성은 에스트로겐 분비가 감소하여 뼈에서 방출되는 칼슘량이 많아져 골다공증의 위험성이 커집니다. 어린이와 청소년의 성장에 칼슘이 필수적인 것은 말 안 해도 다 알고 있죠?

 

 

 

칼슘이라는 원소는?

 

 

칼슘은 지각 무게의 약 3.6%를 차지하는 5번째로 풍부한 원소입니다. 고대 생물의 화석 잔해물로 퇴적암으로 지구 전역에 넓게 분포하고 있습니다. 칼슘은 은회색을 띠며, 무르기는 하지만 소듐이나 납보다는 단단합니다. 다른 알칼리 금속들과 같이 반응성이 커서 자연계에서  화합물로만 존재합니다. 일단 공기에 노출되면 산소와는 산화물(CaO)을, 질소와는 질소화물(Ca3N2)을 만들기 때문에 순수한 상태로 존재할 수 없습니다. 공기 뿐만 아니라 물과도 쉽게 반응하죠. 또한 많은 칼슘 화합물들은 대부분 물에 잘 녹는다고 합니다.

 

 

 

지구상의 칼슘은 어디에..

 

 

 

 

 

지구상에서 가장 흔한 칼슘 광물은 석회석입니다. 석회암이 변해서 생긴 대리석과 함께 고대부터 지금까지 건축재료로 사용되고 있습니다. 석회석(탄산칼슘,CaCO3)은 시멘트의 주요 원료 중 하나입니다. 또한 고급 종이의 충전재로도 쓰이는데, 교과서에 쓰이는 종이의 절반을 CaCO3가 차지한다고 하네요. 이외에도 CaCO3는 고무, 라텍스, 페인트, 치약, 의약품 등에 사용되는데, 이런 용도에는 순수 CaCO3보다는 정제된 것을 사용합니다.

 

이 탄산칼슘은 지구에 풍부한 칼슘과 이산화탄소가 물에 녹아 생성된 탄산이온이 결합한 것입니다. 오랜 세월에 걸쳐 탄산칼슘으로 이루어진 땅은 이산화탄소가 녹아 있는 물(대표적으로 비)을 만나 탄산수소칼슘으로 변하면 물에 녹습니다. 물이 지하로 흐르면서 탄산칼슘이 함유된 땅을 계속 녹이고, 땅이 패이면 석회암 동굴이 형성되는 것이죠. 동굴이 칼슘으로 만들어졌다니 놀라워요!

 

 

 

 

 

선생님의 한마디

바쁘고 피곤한 현대인에게 필수적인 커피!

집중력 강화와 피곤함을 없애기 위해서.... 하루에 여러분은 얼마나 커피를 드시고 계신가요?

 

저는 3잔 정도 마시는 것 같네요.

일일 카페인 섭취 적정량은 400mg 인데, 커피가 4잔 이상이면 500mg이 넘는다고 합니다.

하루에 한두잔을 섭취하는 것은 당뇨병이나 뇌졸증을 예방하는 효과도 있다고 하지만

많이 마실 경우에는 문제가 된다고 해요.

커피에 들어있는 카페인이 이뇨작용을 촉진시키면 체내 노폐물과 무기질이 함께 배출되면서 칼슘도 빠져나가게 되죠. 또 요즘은 다양한 시럽과 함께 맛있는 향이 있는 커피 종류가 많은 데요. 나트륨 줄이기 만큼 설탕 섭취량에도 다들 관심 많으실텐데요.

설탕도 칼슘의 배출을 촉진시킨다고 합니다. 커피는 달지 않게 마시는게 좋겠네요

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

빨주노초파남보 다양한 색깔의 불꽃! 그 원리는?

 

안녕하세요! 롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 소통이입니다. 올 2015년은 60년만에 돌아온 청양의 해입니다. 청색은 빠르고 진취적인, 긍정적인 의미가 있다고 하는데요. 우리모두 푸른 양의 기운을 받아 좋은 일만 가득하길 바랍니다:)

 

새해를 맞이해서 불꽃축제가 여기저기서 팡팡 터졌었죠. 하늘에 피어오른 불꽃을 보니 멋있다는 생각이 들긴 하지만, 어떻게 저렇게 색깔을 다양하게 만들어서 터질 수 있는지 소통이는 궁금했습니다.

 

불꽃은 어떻게 만들어질까요?

 

불꽃은 질산염 등의 산화제와 목탄, 황 등이 결합된 화약과 색화제와 발연제를 반죽해 만든 (화약인성)이 연소반응을 일으키는 것입니다. 이 때 소리와 연기가 함께 하면서 시각적으로나 청각적으로 웅장함을 극대화 시켜주기도 하죠.

 

종이로 만든 속이 빈 구 모양의 옥피(玉皮)안에 쏘아올림용 화약과 별, 활약, 도화선 등이 다 들어가 있는데요. 쏘아올렸을 때 도화선에 불이 붙고 시간이 지나면서 원하는 곳에 도달했을 때, 화약이 터지면서 별이 날아 흩어지는 것을 보는 것이 불꽃놀이인 것입니다.

 

 

불꽃 모양은 옥피(玉皮) 안 별의 배치에 따라 달라진다고 하는데, 별의 다양한 배치의 결과가 우리에게 더욱 더 불꽃의 아름다움을 선사해주는 것은 아닐까 싶습니다.

 

 

불꽃의 다양한 색은 어떻게 만들어지는 것일까요?

 

에 어떤 금속을 넣어 배합하느냐에 따라 불꽃의 색이 결정되는데요. 이는 불꽃반응을 생각하시면 쉽습니다. 불꽃반응 기억나시나요? 금속원자가 포함된 시약에 담궜던 꼬챙이(?)를 불꽃 속에 넣고 가열하면 불꽃의 색이 변하곤 했죠.

이 실험을 응용하면 불꽃에 어떤 금속이 들어있구나라는 것을 알 수 있습니다+_+

 

불꽃반응의 결과를 생각하면서 맞춰보시겠어요? (빈칸을 드래그 해보세요)

 

황록색 불꽃이 보인다면? 바륨(Ba)이 많이 들어있어요.

주황색 불꽃이 보인다면? 칼슘(Ca)이 많이 들어있어요. 

보라색 불꽃이 보인다면? 칼륨(K)이 많이 들어있어요.

황색 불꽃이 보인다면? 나트륨(Na)이 많이 들어있어요.

적색 불꽃이 보인다면? 스트론튬(Sr)이 많이 들어있어요.

청록색 불꽃이 보인다면? 구리(Cu)가 많이 들어있어요.

은백색 불꽃이 보인다면? 알루미늄(Al)이 많이 들어있어요.

 

<사진출처 : 두산백과>

 

불꽃놀이에 불꽃반응의 결과가 응용되니 신기한데요! 역시 화학의 신세계는 끝이 없네요+_+ 한가지 색의 불꽃으로만 불꽃놀이가 시작된다면 조금 심심한 불꽃놀이였을지도 모르겠습니다.

 

여기서 잊지 말아야할 사실! 일반인들의 불꽃제조는 화약관리법에 의해 금지되어 있다고 하니 우리는 그냥 불꽃놀이를 즐기는걸로~~ §:)

 

 

 

 

 

 

 

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