생활과 화학 - 숯, 접착제, 정수기, 현란한 옷에 감춰진 비밀

소개글

생활과 화학 - 숯, 접착제, 정수기, 현란한 옷에 감춰진 비밀에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 숯 이야기

2. 접착제의 역사

3. 정수기 안심하고 쓰려면..

4. 현란한 옷에 감춰진 비밀

본문내용

의 가죽과 뼈에서 추출한 젤라틴 형태의 동물성 풀 「아교」 또는 어류의 뼈에서 얻은 「부레풀」 그리고 우유에서 얻어지는 「카세인」과 같은 접착제는 가구 제조에 많이 사용되었다. 그 역사는 무려 5천년이 넘는다. 고대 바빌론에서는 「역청」이라는 일종의 아스팔트를 건축용 접착제로 사용했다는 기록도 있다.
녹말풀이나 동물성 아교 또는 수용성 합성 접착제인 폴리비닐아세테이트(PVA)와 같은 경우에는 용매인 물이 증발되면서 접착 성분이 굳어지는 것이다. 이런 접착제는 물이 묻으면 접착력이 없어지는 단점이 있지만 종이와 목재를 접착시키는 데에는 유용하다.
대표적인 합성 접착제인 「에폭시」접착제는 에폭시 수지에 경화제 또는 촉매를 섞으면 열경화성 플라스틱이 만들어지면서 접착력이 생긴다. 접착력이 우수한 에폭시 접착제는 금속 목재 콘크리트 유리 세라믹 플라스틱 등에 다양하게 사용된다.
메틸 2―시아노아크릴레이트라는 분자가 빠른 속도로 중합되는 반응을 이용한 「슈퍼글루」는 약한 염기성의 물을 섞어주면 10초 이내에 완전히 굳어버린다. 접착력이 매우 강해서 다양하게 이용되지만 슈퍼글루의 기체는 유독성이고 피부에도 강하게 접착하기 때문에 조심해야 한다. 합성 접착제는 흔히 휘발성이 강한 탄화수소 용매에 녹여서 판매되는데 톨루엔과 같은 탄화수소 용매가 환각 작용을 일으켜서 사회적인 문제가 되기도 한다.
접착제라고 모두 접착력이 강해야 하는 것은 아니다. 「스카치」 테이프로 잘 알려진 미국의 화학회사 3M은 접착력이 너무 약해서 쓸모가 없다고 여겼던 합성 접착제로 쉽게 붙였다 뗄 수 있는 「포스트 잇」(Post―It)이라는 메모지를 만들어 성공을 거두기도 했다.
부족한 것도 때로는 매우 유익하게 이용할 수 있는 것이다.
정수기 안심하고 쓰려면..
인구가 늘고 도시화와 산업화가 급격하게 진행되면서 맑은 물을 자랑하던 우리나라에서도 깨끗한 물의 공급이 그렇게 쉽지는 않게 되었다. 가정과 음식점에서도 정수기의 사용이 부쩍 늘어났다.
정수기는 물에 녹아 있는 여러 가지 불순물을 제거하는 기능을 가진 장치를 말한다. 시중에 판매되고 있는 정수기는 크게 두 종류로 나누어진다. 불순물을 걸러내기 위한 「필터」를 사용하는 것이 있고 조금 생소하게 들리는 「역삼투」 정수기라는 것도 있다.
필터로는 숯가루와 비슷한 「활성탄」을 충전제로 쓰기도 하고 인공 고분자 표면을 처리해서 만든 「이온교환수지」나 모래를 채워서 사용하기도 한다. 활성탄은 간장에서 불순물을 제거하기 위해서 넣어두던 숯덩어리처럼 불순물을 흡착함으로써 물을 깨끗하게 만든다.
이온교환수지는 물 속에 녹아있던 이온을 고분자 수지에 미리 붙여 놓은 수소 양이온이나 수산 음이온과 바꾸어 줌으로써 몸에 해로운 이온을 제거하는 것이다.
필터를 너무 오래 사용하면 충전 물질에 붙었던 불순물이 다시 떨어져 나올 수도 있다. 충전 물질 주변에서 몸에 해로운 미생물이 자랄 수도 있기 때문에 적당한 기간이 지나면 갈아 주어야 한다.
역삼투 정수기는 인공적으로 합성한 「반투막」을 사용해서 배추를 절일 때 일어나는 현상이 거꾸로 일어나도록 한 것이다. 배추를 절일 때는 세포 속의 깨끗한 물이 소금물 쪽으로 저절로 빠져 나온다.
반대로 물이 소금물에서 세포막 속으로 들어가도록 하기 위해서는 압력을 가해 주어야만 한다. 역삼투 정수기는 불순물이 섞인 물을 전기 펌프로 반투막 속으로 밀어넣어서 깨끗한 물이 막의 반대쪽으로 빠져 나오도록 만든 것이다.
그러나 반투막을 통해서 물이 흘러나오는 속도가 매우 느리기 때문에 역삼투 정수기에는 깨끗한 물을 보관하는 별도의 통이 마련되어 있다.
현란한 옷에 감춰진 비밀
요즘에야 우리 모두 색깔이 현란한 옷을 입고 다니지만 이것이 다 화학의 발달 덕분이라고 생각하는 분들은 많지 않을 것이다. 예전에는 특수계층만이 값비싼 천연염료로 물들인 옷을 입는 혜택을 누렸지만 그나마도 색상이 요즘같이 선명하지 못하고 우중충했다.
옷감을 물들이는 화학적 기술의 역사는 아마도 인류의 역사만큼이나 길 것이다. 처음에는 풀잎이나 열매에서 옷감을 물들이는 염료를 우연히 발견하게 되었을 것이다. 우리 선조들도 치자나 쪽, 창포로 옷감을 물들였던 기록을 갖고 있다.
역사에 남아 있는 가장 오래된 본격적인 염료는 「인디고」라는 것이다. 4천년전의 이집트 왕실 무덤에서 인디고로 물들인 옷을 입은 미라가 발굴된 적이 있다.
그러나 이런 천연염료는 매우 귀중했기 때문에 일반인들은 사용할 수 없었다. 고대 로마인들은 지중해 지역 특산의 달팽이가 분비하는 맑은 액체를 효소로 처리해서 「로열 퍼플」이라는 짙은 보라색 염료를 만들었다.
로열 퍼플은 왕립공장에서만 만들 수 있었고 다른 곳에서 이 염료를 만들면 사형에 처해졌다고 한다. 전체를 로열 퍼플로 물들인 옷을 입을 수 있는 사람은 왕이나 감찰관 또는 승전장군뿐이었다.
극소수의 치장을 위해서 얼마나 많은 달팽이가 희생되었는지는 쉽게 짐작할 수 있을 것이다. 무려 1만2천마리의 달팽이를 잡으면 겨우 1.4g의 염료를 얻을 수 있었다고 한다.
그후 교역이 활발해짐에 따라 따뜻한 지역에서 자라는 인디고페라 속(屬)의 향료 식물에서도 비슷한 염료를 얻게 되어서 더 많은 사람들이 염색된 옷을 입을 수 있게 되었다.
19세기 후반에는 달팽이나 인디고 식물에서 얻어지는 염료의 주성분이 인디고 분자라는 사실이 밝혀졌다. 이후 독일 화학자들이 인디고를 인공적으로 합성하는 방법을 알아냈다. 이를 계기로 급속도로 발전한 염료 화학 덕분에 색이 다양한 인공 염료 합성법이 일반화되어 이제는 누구나 아름다운 색으로 물들여진 옷을 입게 된 것이다.
선명한 색상을 얻기 위해서는 여러 가지 불순물이 섞여 있는 천연염료보다 순수한 염료 물질을 대량생산해야 하고 염료가 옷감에 잘 붙도록 하는 화학 기술도 필요하다.
우리도 서역에서 생산된 인디고와 같은 비싼 천연염료를 수입해서 왕족이나 고급 관리들만 사용했다. 대부분의 서민들은 어쩔 수 없이 염색이 안된 옷을 입을 수밖에 없었다.
이제 누구나 제한없이 무지개 빛깔 옷을 입을 수 있게 됨으로써 모두 평등하다는 사실을 확실히 느낄 수 있게 됐다. 그것이 바로 인류의 민주화에 이바지한 화학의 업적 중 하나다.

키워드

생활과 화학,   숯,   접착제,   정수기,   현란한 옷,   숯의 구성성분