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재미있는 화학 상식10

드라이아이스(dry ice) 이산화 탄소를 상온에서 67기압 이상으로 압축하면 액체로 응축된다. 압축 이산화 탄소를 작은 구멍을 통하여 대기 중으로 분출시키면 주울-톰슨 효과에 따라 온도가 급격히 떨어지면서 눈송이 모양의 미세하나 분말이 만들어진다. 이 분말을 뭉친 것을 '드라이아이스'라고 한다. 이산화 탄소의 온도를 -57 ℃로 낮추게 되면 5.11기압의 압력에서도 액화가 일어난다. 드라이아이스는 영하 79.6 ℃에서 밀도가 1.56 g/cm3로 물보다 크다. 그러나 드라이아이스의 고운 가루는 이산화 탄소가 승화하면서 빠른 속도로 기체가 발생하기 때문에 물 위에 떠 있게 된다. 드라이아이스는 상압에서 온도가 매우 낮지만 액체로 변하지 않고 직접 기체로 승화하는 특성을 가지고 있어서 냉매로 유용하게 사용된다. 큰 덩어리의 드라이아이.. 2022. 3. 11.
고분자 시대 현대의 생활은 합성 섬유, 플라스틱, 고무 또는 접착제와 같이 인공적인 변환으로 만들어진 물질에 의하여 완전히 바뀌게 되었다. 이런 새로운 물질은 나무나 철, 시멘트와 같은 천연 재료보다 강도, 수명, 가공성, 염색성, 접착력, 응고력 등이 뛰어날 뿐만 아니라 값싸게 대량 생산이 가능하기 때문에 다양한 분야에서 우수한 소재로 활용되고 있다. 최근 합성 고분자의 생산량이 금속, 목재, 또는 천연 섬유의 생산량을 훨씬 능가하고 있다는 사실에 현대가 '고분자 시대'임을 느낄 수 있다. 20세기에 개발되기 시작한 합성 고분자는 천연 소재를 대체하는 역할뿐만 아니라 천연 소재에서 찾을 수 없는 독특한 특성을 나타내기 때문에 더욱 유용하다. 대표적인 합성 고분자인 폴리에틸렌은 그 생산량이 목재 생산량을 능가할 정도.. 2022. 3. 11.
식량 생산에 기여하는 암모니아 지구 상에 인구가 10억을 넘어서기 시작한 것은 유럽에서 산업혁명이 일어난 후부터였다. 그러나 인구가 급격히 늘어나기 시작하면서 나타났던 가장 절박한 사회 문제는 역시 식량이었다. 천연적인 퇴비에만 의존한 농업으로는 10억 이상의 인구를 지탱할 수 없었고, 부족한 퇴비를 보충할 수 있는 화학 비료의 개발이 절실하게 되었다. 칠레 초석(질산 나트륨, NaNO3)과 같은 천연 비료가 있기는 했지만 생산량이 적고 일부 지역에서만 생산되기 때문에 세계적인 식량 증산에는 크게 기여하지는 못했다. 심각한 식량 부족을 본격적으로 해결해서 현재 지구 상에 60억에 육박하는 사람들이 필요로 하는 식량을 충분히 생산할 수 있게 된 것은 1909년 독일의 화학자 프리츠 하버(Fritz Harber)의 공로였다. 식물은 질소.. 2022. 3. 8.
염료와 화학 공업 요즘에야 우리 모두 색깔이 현란한 옷을 입고 다니지만 예전에는 특수 계층만이 값비싼 천연염료로 물들인 옷을 입는 혜택을 누릴 수 있었다. 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. 4천 년 전의 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 보라.. 2022. 3. 7.

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