이온 녹아있는 물속에 전류 통해
분자 상태를 불안정 상태로 바꿔
요즘 광고에는 과학 용어가 자주 등장한다. 반가운 마음에 내용을 살펴보면 크게 실망을 하게 된다. 과학 용어가 본래의 뜻과는 상관없이 엉뚱한 주장을 장식하는 목적으로 사용되는 경우가 대부분이기 때문이다. `전기분해'도 그 중의 하나다. 특히 물을 전기분해하면 굉장한 신통력이 생기는 것처럼 야단들이다. `환원수'(還元水)라는 기막힌 단어도 자주 보인다.
모든 물질은 원자들의 화학결합으로 만들어진 분자로 되어 있다. 그런 분자가 불안정해지면 두 종류의 분자로 갈라져 버리거나, 두 분자가 서로 합쳐져서 새로운 분자가 만들어지기도 한다. 그런 변화를 `화학반응'이라고 부른다. 그런 화학반응이 세상의 온갖 신비를 만들어내고 있다. 생명이 살아 숨쉬고, 거대한 공장이 움직이는 것도 모두 화학반응 덕분이다.
화학반응을 일으키려면 분자를 불안정하게 만들어야 한다. 가장 흔하게 사용되는 방법이 열을 가해서 뜨겁게 달궈주는 것이다. 분자가 넘쳐나는 에너지를 어쩌지 못해서 자신이 변해버리게 된다. 사람도 벼락부자가 되면 전혀 딴 사람이 되는 것과 마찬가지다. 달걀의 흰자위를 뜨겁게 가열하면 긴 사슬 모양의 단백질 분자들이 뒤엉켜서 하얗게 굳어지는 것이 대표적인 예가 된다. 대부분의 화학공장이 뜨거운 열기를 내뿜는 것도 열을 이용해서 화학반응을 일으키기 때문이다.
빛 때문에 화학반응이 일어나기도 한다. 분자의 입장에서는 뜨거운 열이나 밝은 빛을 구분하기 어렵다. 모두가 분자에게 에너지를 공급해주기 때문이다. 녹색식물이 공기 중의 이산화탄소와 뿌리에서 흡수한 물을 결합시켜서 탄수화물을 만들어내는 광합성이 그런 경우다. 다만 빛 에너지가 흡수되는 과정은 열의 경우보다 조금 더 정교하다. 분자들이 흡수할 수 있는 빛의 파장이 특별하게 정해져 있다는 뜻이다. 광합성의 경우에는 녹색을 제외한 가시광선이 필요하다. 필요가 없어서 내뱉은 녹색이 세상을 푸르게 만들어주는 셈이다.
분자를 불안정하게 만드는 세 번째 방법이 바로 전자를 이용하는 것이다. 모든 분자는 양전하를 가진 원자핵과 음전하를 가진 전자로 구성돼 있다. 대부분의 분자는 원자핵의 양전하와 균형을 이룰 수 있는 만큼의 전자를 가지고 있어서 전기적으로 중성인 상태가 안정하다. 그러나 전자가 모자라서 양전하를 가진 양이온이나 전자가 넘쳐서 음전하를 가진 음이온이 안정한 경우도 있다.
안정한 상태에 있는 분자나 이온은 전자를 강제로 넣어주거나 빼앗아 버리면 불안정해진다. 모자라거나 넘치는 전자가 분자의 안정성에 심각한 영향을 주기 때문이다. 전기분해는 전자를 이용해서 그런 변화를 일으키는 경우를 말한다. 사실 우리 몸에서 일어나는 호흡반응도 전기분해의 일종이라고 할 수 있다. 요즘 자주 듣게 되는 활성산소는 산소가 효소로부터 전자를 전달받아서 불안정하게 된 상태를 말한다.
화학자들은 200년 전부터 전기분해를 일으키는 특별한 장치를 만들어서 유용하게 사용해왔다. 보통 금속으로 만든 두 개의 전극을 이온들이 녹아있는 물(수용액)에 넣은 후에 전기를 흘려보내는 장치다. 그런 장치를 이용하면 소금이 녹아있는 바닷물에서 유용한 수산화나트륨(양잿물)이나 탄산소다를 대량으로 얻을 수 있다. 값이 비싼 금속을 도금하는 것도 전기분해 방법이다.
전기분해를 하려면 반드시 물 속에 전류를 흘려줄 수 있는 이온(전해질)이 녹아있어야 한다. 정말 깨끗한 물은 전기분해를 할 수 없다는 뜻이다. 염소 이온이나 미네랄 이온이 녹아있는 물을 무작정 전기분해하면 수소와 함께 염소나 산소가 만들어질 수도 있어서 위험하다. 환원수라는 말은 화학적으로 설명할 수 없을 정도로 잘못 만들어진 말이다.
분자 상태를 불안정 상태로 바꿔
요즘 광고에는 과학 용어가 자주 등장한다. 반가운 마음에 내용을 살펴보면 크게 실망을 하게 된다. 과학 용어가 본래의 뜻과는 상관없이 엉뚱한 주장을 장식하는 목적으로 사용되는 경우가 대부분이기 때문이다. `전기분해'도 그 중의 하나다. 특히 물을 전기분해하면 굉장한 신통력이 생기는 것처럼 야단들이다. `환원수'(還元水)라는 기막힌 단어도 자주 보인다.
모든 물질은 원자들의 화학결합으로 만들어진 분자로 되어 있다. 그런 분자가 불안정해지면 두 종류의 분자로 갈라져 버리거나, 두 분자가 서로 합쳐져서 새로운 분자가 만들어지기도 한다. 그런 변화를 `화학반응'이라고 부른다. 그런 화학반응이 세상의 온갖 신비를 만들어내고 있다. 생명이 살아 숨쉬고, 거대한 공장이 움직이는 것도 모두 화학반응 덕분이다.
화학반응을 일으키려면 분자를 불안정하게 만들어야 한다. 가장 흔하게 사용되는 방법이 열을 가해서 뜨겁게 달궈주는 것이다. 분자가 넘쳐나는 에너지를 어쩌지 못해서 자신이 변해버리게 된다. 사람도 벼락부자가 되면 전혀 딴 사람이 되는 것과 마찬가지다. 달걀의 흰자위를 뜨겁게 가열하면 긴 사슬 모양의 단백질 분자들이 뒤엉켜서 하얗게 굳어지는 것이 대표적인 예가 된다. 대부분의 화학공장이 뜨거운 열기를 내뿜는 것도 열을 이용해서 화학반응을 일으키기 때문이다.
빛 때문에 화학반응이 일어나기도 한다. 분자의 입장에서는 뜨거운 열이나 밝은 빛을 구분하기 어렵다. 모두가 분자에게 에너지를 공급해주기 때문이다. 녹색식물이 공기 중의 이산화탄소와 뿌리에서 흡수한 물을 결합시켜서 탄수화물을 만들어내는 광합성이 그런 경우다. 다만 빛 에너지가 흡수되는 과정은 열의 경우보다 조금 더 정교하다. 분자들이 흡수할 수 있는 빛의 파장이 특별하게 정해져 있다는 뜻이다. 광합성의 경우에는 녹색을 제외한 가시광선이 필요하다. 필요가 없어서 내뱉은 녹색이 세상을 푸르게 만들어주는 셈이다.
분자를 불안정하게 만드는 세 번째 방법이 바로 전자를 이용하는 것이다. 모든 분자는 양전하를 가진 원자핵과 음전하를 가진 전자로 구성돼 있다. 대부분의 분자는 원자핵의 양전하와 균형을 이룰 수 있는 만큼의 전자를 가지고 있어서 전기적으로 중성인 상태가 안정하다. 그러나 전자가 모자라서 양전하를 가진 양이온이나 전자가 넘쳐서 음전하를 가진 음이온이 안정한 경우도 있다.
안정한 상태에 있는 분자나 이온은 전자를 강제로 넣어주거나 빼앗아 버리면 불안정해진다. 모자라거나 넘치는 전자가 분자의 안정성에 심각한 영향을 주기 때문이다. 전기분해는 전자를 이용해서 그런 변화를 일으키는 경우를 말한다. 사실 우리 몸에서 일어나는 호흡반응도 전기분해의 일종이라고 할 수 있다. 요즘 자주 듣게 되는 활성산소는 산소가 효소로부터 전자를 전달받아서 불안정하게 된 상태를 말한다.
화학자들은 200년 전부터 전기분해를 일으키는 특별한 장치를 만들어서 유용하게 사용해왔다. 보통 금속으로 만든 두 개의 전극을 이온들이 녹아있는 물(수용액)에 넣은 후에 전기를 흘려보내는 장치다. 그런 장치를 이용하면 소금이 녹아있는 바닷물에서 유용한 수산화나트륨(양잿물)이나 탄산소다를 대량으로 얻을 수 있다. 값이 비싼 금속을 도금하는 것도 전기분해 방법이다.
전기분해를 하려면 반드시 물 속에 전류를 흘려줄 수 있는 이온(전해질)이 녹아있어야 한다. 정말 깨끗한 물은 전기분해를 할 수 없다는 뜻이다. 염소 이온이나 미네랄 이온이 녹아있는 물을 무작정 전기분해하면 수소와 함께 염소나 산소가 만들어질 수도 있어서 위험하다. 환원수라는 말은 화학적으로 설명할 수 없을 정도로 잘못 만들어진 말이다.
