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pH측정

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최신순

[2019 화학창의 콘텐츠 공모전 수상작] Bokja Magic School

평범한 17세 소년 박수현은 어느 날 갑자기 마법사가 되어 '복자 매직 스쿨'에 입학하게 되었습니다. 주변 친구들은 마법의 힘에 익숙해 보이지만, 수현은 여전히 창조적인 과학적 사고를 바탕으로 비과학적인 현상들을 분석하려 노력합니다. 그는 전교 수석 학생답게 상쾌한 아침을 맞이하며 일상 속에서 과학적 원리를 적용하곤 합니다. 대표적인 예로 페놀프탈레인 용액을 활용해 수용액의 pH를 측정하며 환경을 점검하는 것이 그의 습관입니다. 마법의 세계에서도 수현은 자신만의 논리적인 방식을 통해 주변에서 일어나는 여러 사건을 해결할 준비를 마칩니다. 이러한 화학적 원리는 범죄 현장에서 육안으로 보이지 않는 혈흔을 찾고 범인을 식별하는 데 매우 효과적으로 사용됩니다. 마법 학교에서 일어난 의문의 사건 현장에서도 수현은 이 원리를 활용하여 숨겨진 증거를 찾아내기 시작합니다. 혈액 속의 헤모글로빈이 반응하여 루미놀 반응을 일으키는 현상을 이용하면, 아무리 감추려 해도 진실의 단서가 드러나게 됩니다. 과학은 때로 마법보다 더 정교한 힘을 발휘하여 우리가 미처 보지 못한 사건의 이면을 선명하게 비추어 줍니다. 이 기법은 신비로운 현상들 속에서 명확한 논리적 근거를 제시합니다. 사건의 진실을 밝히기 위해 수현이 도입한 또 다른 분석 기법은 크로마토그래피입니다. 크로마토그래피는 시료의 성분들이 매질 내에서 이동하는 속도의 차이를 이용해 각 성분을 분리하고 분석하는 과학적 방법입니다. 주로 혈액이나 소변 성분을 정밀하게 분석하여 특정한 약물이나 성분의 존재 여부를 파악하는 데 유용하게 사용됩니다. 수현은 이러한 과학적 수사 기법을 통해 범인이 남긴 단서를 정교하게 추적합니다. 마법이라는 신비로운 베일에 싸인 사건일지라도, 결국 치밀한 과학적 증명을 거치면 진실은 반드시 명확하게 드러나게 된다는 것을 그는 보여주고 있습니다.

[2019 화학창의 콘텐츠 공모전 수상작] Bokja Magic School
한국화학연구원
  • 화학

[케미스트리 실험실] ※ 흡착 주의 ※ 살아 움직이는 것 같다? 액체자석

자성 유체(액체 자석)는 자기장에 반응하여 독특한 모양을 형성하는 신기한 물질입니다. 이 자성 유체를 직접 만들기 위해서는 염화 철(III) 6수화물과 염화 철(II) 4수화물이라는 두 가지 시약이 필요합니다. 실험의 첫 단계는 이 두 물질을 정확한 2:1 몰비로 섞는 것에서 시작됩니다. 보기에 평범한 가루 형태의 철 화합물들이 물과 만나 신비로운 나노 입자 자성체로 변모하는 과정은 화학의 경이로움을 잘 보여줍니다. 실험에서 가장 중요한 점은 정확한 배합입니다. 두 가지 철 화합물을 2:1의 몰비로 정밀하게 계량하여 증류수에 녹여야 합니다. 이때 순수한 상태를 유지하기 위해 증류수를 사용하는 것이 필수적이며, 교반기를 이용해 용액이 충분히 섞이도록 잘 저어주어야 합니다. 정확한 부피와 농도를 맞추는 과정은 이후 일어날 화학 반응의 성공 여부를 결정짓는 핵심적인 기술이자 정교한 역량이 필요한 작업입니다. 다음 단계로 수산화 암모늄을 한 방울씩 떨어뜨리며 용액의 pH를 조절합니다. 초기에는 강한 산성을 띠던 용액이 염기성으로 변하면서 놀라운 변화가 일어납니다. 투명하거나 갈색빛을 띠던 용액이 점차 검은색으로 변하며 자성체 입자들이 형성되는 것이죠. pH를 약 9 정도로 맞추는 과정에서 마치 살아있는 괴물처럼 꿈틀거리는 반응이 나타나는데, 이는 나노 단위의 자성 입자들이 용액 속에서 탄생하고 있음을 의미합니다. 완성된 자성 유체에 자석을 가까이 가져가면 자기력선을 따라 뾰족한 가시가 돋아나는 듯한 장관이 연출됩니다. 이는 용액 속의 자성 입자들이 외부 자기장에 반응하여 정렬하기 때문입니다. 생성된 자성체를 증류수로 세척하여 pH를 중성 부근으로 조절하면 더욱 안정적인 상태의 자성 유체를 얻을 수 있습니다. 눈에 보이지 않는 작은 입자들이 자기력이라는 보이지 않는 힘에 의해 일사불란하게 움직이는 모습은 관찰자에게 큰 시각적 쾌감을 선사합니다. 이처럼 화학은 물질의 성질을 탐구하고 새로운 물질을 창조하는 매력적인 학문입니다. 단순히 이론에 그치지 않고 직접 실험을 통해 물질의 변화를 확인하는 과정은 세상을 이해하는 시야를 넓혀줍니다. 철 이온의 조합과 pH 조절이라는 간단한 원리를 통해 자성 유체라는 첨단 소재를 만들어냈듯, 주변의 현상에 호기심을 갖고 끊임없이 시도하는 태도가 중요합니다. 여러분도 일상 속에서 궁금했던 실험에 도전하며 화학이 주는 즐거움을 느껴보시길 바랍니다.

[케미스트리 실험실] ※ 흡착 주의 ※ 살아 움직이는 것 같다? 액체자석
한국화학연구원
  • 화학