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화학15

원자 물리학의 역사에 대해 원자 물리학의 역사 뉴턴시대에는 원자 모형이 단단하며 깨지지 않는 공 모양이었습니다. 이 모형은 비록 기체 운동론에는 좋은 가정이 되었으나, 이후 원자가 갖는 전기적인 특성이 밝혀지면서 새로운 모형을 만들어야 했습니다. 이후 원자가 갖는 전기적인 특성이 밝혀지면서 새로운 모형을 만들어야 했습니다. 톰슨이 제안한 모형은 마치 수박에 수박씨가 박혀 있는 것 처럼, 양전하가 어떤 공간 안에 퍼져 있고, 이 공간 안에 전자가 박혀 있는 모형이었습니다. 1911년에 러더퍼드와 그의 제자들인 가이거와 마스덴은 톰슨의 모형이 완전히 틀렸음을 증명하는 중요한 실험을 수행합니다. 이 실험에서 양전하를 띤 알파 입자들의 빔이 얇은 금속 박편에 입사되었습니다. 대부분의 알파 입자들은 마치 빈 공간을 지나듯이 박편을 통과 해.. 2020. 8. 5.

암흑물질과 가속되는 우주의 역사 암흑 물질과 암흑 에너지 지난 10년동안 수집한 새로운 데이터에서는 오늘날의 과학에서 가장 중요하게 고려되어야 할 많은 의문들이 제기되었습니다. 특이할 만한 것으로는 우주의 멸망과 매우 밀접한 관련이 있는 우주의 성분입니다. 의문 중 하나는 암흑 물질이라고 하는 가설상의 물질로 설명되는 은하계를 중심으로 도는 별에 관한 것입니다. 그것의 존재는 1933년 츠비키에 의해서 알려져 왔지만, 비교적 최근에 와서야 그 문제가 지대한 관심을 모으는 분야가 되었습니다. 우주의 팽장이 가속되는 것을 포함하는 다른 질문들은 1998년에 발견되었으며 암흑에너지라고 불리는 신비로운 물질과 같은 수준의 관심을 불러 일으키고 있습니다. 암흑물질과 가속되는 우주 1998년까지, 슈미트와 리스가 이끄는 그룹과 펄무스터가 이끄는 .. 2020. 8. 4.

로켓의 추진력은 무엇이며, 자동차와 기관차의 동력은 무엇인가? 자동차나 기관차를 움직이게 하는 힘은 마찰력입니다. 자동차에서 이 구동력은 도로가 차에 작용하는 것이고, 이것은 바퀴가 도로에 작용하는 반작용입니다. 마찬가지로 기관차는 선로를 밀고, 구동력은 선로가 기관차에 작용하는 반작용력입니다. 그러나 우주 공간에서 움직이는 로켓은 도로나 선로처럼 밀 것이 없습니다. 로켓은 어떻게 추진될 수 있을까? 사실 로켓 또한 반작용력에 의해 추진됩니다. 이 점을 이해하기 위해 연소 기체가 채워져 있는 원형 연소실을 갖는 로켓 모형을 떠올려야 합니다. 연소실 내에 폭발이 일어나면 뜨거운 기체가 팽창하여 연소실 내벽의 방향으로 압력을 가합니다. 로켓에 작용하는 힘의 합은 0이기 때문에 로켓은 움직이지 않습니다. 연소실 하단에 구멍을 뚫는다고 가정해 봅니다. 폭발이 일어나면 기체.. 2020. 8. 3.

과학자들이 마약이나 보석의 출처를 알아내기위해 사용하는 방법 과학자들은 마약이나 보석의 출처를 밝혀내기 위해 동위원소를 이용합니다. 동위원소의 비율로부터 에메랄드의 원산지나 코카인의 공급원을 확인할 수도 있는데, 탄소의 연대 측정에 사용되는 방법과 비슷합니다. 미국의 마약 단속국(EDA)에 있는 연구원들은 코카잎의 원산지 90%의 정확도로 추정할 수 있는 데이터베이스를 만들었습니다.코카인은 자라온 환경의 화학적 흔적을 가지고 있습니다.탄소와 질소의 동위원소는 재배 기후 여건에 따라 특정한 비율로 나타납니다. 이러한 동위원소 비율을 이용하여 미국 유타 대학의 J.Ehleringer는 시료 중 90%의 출처를 정확하게 알아낼 수 있었습니다. 이러한 새로운 방법보다 한 차원 높은 것이라고 볼 수 있습니다. 따라서 이 방법은 처음 수출자를 추적하거나 초기 단계에서 생산을.. 2020. 8. 2.

물리적 변화와 그에 따른 화학적 특성들 물리적 변화 물질은 두가지 변화, 즉 물리적 변화와 화학적 변화를 일으킬 수 있습니다. 물리적변화는 조성의 변화가 없는 물질의 상태 변화 또는 물리적 성질의 변화입니다. 얼음이 물로, 물이 수증기로 변하는 것은 물질의 한 상태에서 다른 상태로의 물리적 변화입니다. 이런 물리적 변화에서는 새로운 물질이 생성되지 않습니다. 깨끗한 백금선을 버너 불꽃 속에서 가열하면 , 백금의 외관은 은백색의 금속색에서 빨간색으로 변화합니다. 이 변화는 물리적 변화입니다. 왜냐하면 백금을 식히면 원래 금속의 외관으로 돌아가며, 더 중요한 것은 백금의 조성은 가열하거나 식히더라도 변하지 않기 때문입니다. 화학적 변화 화학적 변화에서는 원래의 물질과 다른 성질과 조성을 가지는 새로운 물질이 형성됩니다. 그 새로운 물질들은 원래의.. 2020. 7. 26.

다이어트 콜라와 멘토스의 화학반응은 어떻게 일어날까? 다이어트 콜라에 멘토스 사탕의 한 종류인 멘토스와 다이어트 콜라의 화학반응은 화학 강의실에서 유튜브에 이르기까지 여러 곳에서 시연되고 있습니다. 멘토스에서 거품이 일면서 다이어트 콜라가 분수처럼 솟구치는 것을 보며 사람들은 즐거워합니다.이 현상이 일어나는 동안 대체 무슨 반응이 일어나는 걸까요? 미국의 화학회 소식지에 실린 글과 디스커버리 채널에서 방송하는 방송등에서 이와 같은 많은 비공식적인 설명들이 시도 되었습니다. 하지만 이런 시도들은 반응의 상세한 내용을 알아내기에는 체계적이지 못합니다. 최근에 이르러는 주립대학의 학생들이 이 반응에 관계하는 변수들을 자세히 설명한 바 있습니다. 그녀와 친구들은 반응에 사용되는 멘토스의 종류와 다이어트 콜라의 카페인 함유 유무에 따른 차이가 없다는 것을 밝혔습니다.. 2020. 7. 25.

물질의 상태와 각각의 특성에 대해 물질은 보통 세가지 상태 즉, 고체,액체,또는 기체 중의 하나로 분류됩니다. 보통 이 분류를 확장하여 플라스마라는 네번째 상태를 포함하기도 합니다. 일상경험에 의하면 고체는 일정한 부피와 모양을 가지고 있습니다. 예를 들어, 벽돌은 예외없이 우리에게 익숙한 모양과 크기를 가지고 있습니다. 액체는 일정한 부피를 갖고 있으나 모양이 일정하지는 않습니다. 잔디 깎는 기계에 연료를 채울 때 , 가솔린은 연료통의 모양에 따라 형태가 바뀌지만 부피는 변하지 않습니다. 기체는 부피와 모양이 모두 일정하지 않다는 점에서 고체와 액체와는 다릅니다. 그렇지만 기체는 흐를 수 있기 때문에 여러 가지 점에서 고체나 액체와는 다릅니다. 그렇지만 기체는 흐를 수 있기 때문에 여러가지 점에서 액체와 비슷한 성질을 가지고 있습니다... 2020. 7. 24.

이산화탄소 ppm을 이용한 지구온난화의 위험성 파악법 산업 분야에서는 동력으로 사용되고, 집과 일터에서는 열과 빛으로 쓰이며, 자동차를 달리게 하느 에너지는 석탄,성규와 같은 화석연료가 제공해 주고 있습니다. 이들 연료는 연소 될 때 이산화 탄소와 물을 생성하며, 매년 우리 주변의 대기에 이산화 탄소를 500억 톤씩 방출합니다. 이산화탄소의 농도는 1958년부터 과학자들에 의해서 측정되고 있습니다. 한 주간 동안 과학자들은 야외 특정 장소에서 조심스럽게 숨을 참아가며 농구공 만한 둥근 유리 용기에 5리터 정도의 대기를 채취합니다. 이와 동일한 방법으로 전 세계에 수십 개의 다른 위치에 흩어진 유리 용기에 채취된 대기를 더 많이 측정하여 자료로 첨부시킵니다. 그 결과는 아래와 같으며 그 경향을 분석하면 다음과 같습니다, 자료 1. 북반구에서 이산화 탄소 농도.. 2020. 7. 23.

고분자를 이용한 방탄조끼의 원리 펜,방탄조끼,계산기의 공통점 고분자 색이 변하는 펜,방탄조끼,계산기의 공통점은 무엇일까요? 색이 각각 물품들을 작동하게 하는 확학 물질은 액정입니다. 액정은 많은 곳에 응용되고 있습니다. 액정 디스플레이(LCD)와 색이 변하는 제품 등이 아마도 가장 보편적으로 알고 있는 응용 제품이지만, 액정은 초강력 합성 섬유를 만드는 데에도 쓰입니다. 분자들은 일반적으로 결정 상태에서 규칙적인 배열을 유지하지만, 액정에서는 흘러 다닐 수 있는 동시에 규칙적인 배열을 유지할 수 있습니다. 액정 분자들은 선형이며 극성입니다. 원자들은 비교적 일렬로 정렬하려는 경향이 있으므로 일반적으로 분자들은 옆으로 넓게 퍼져 있기 보다는 더 길게 배열합니다. 이러한 극성 분자들은 서로 인력이 작용하여 고체화 되지 않아도 규칙적인 형태.. 2020. 7. 22.

해양생태계의 광합성과 제한요인 광합성에 의한 식물의 기초생산은 해양생태계를 구성하는 모든 생물이 살아가는 필요한 에너지 공급의 기본을 이룹니다. 광합성은 식물이 생활하고 성장해가는 과정에서 이루어지기 때문에 탄산가스와 물 그리고 태양광선 외에도 식물의 몸체를 구성하는 데 필요한 여러 무기물질이 필요합니다. 이들 중 어느것이라도 부족하면 광합성이 원활하게 수행될 수 없습니다. 이렇게 필요한 물질들은 대부분 바닷물 속에서 풍부하게 존재하나, 질소계 화합물들과 인산염의 경우는 예외로서 표층 해수 속의 양이 매우 적어 식물의 광합성을 제한하는 요소가 됩니다. 이렇게 적은 양으로 존재하는 광합성의 필수 구성물질을 영양염류라 합니다. 한편 해양식물 중 가장 중요한 종류의 하나인 규조류는 그 껍질을 구성하는 규소의 공급이 부족할 경우 광합성을 통.. 2020. 7. 21.

인공감미료를 만드는 아스파탐에 대해 인공감미료가 제 2차 세계 대전 이후에 화학 산업의 생성물이라고 생각하나요? 그렇지 않습니다. 많은 인공감미료가 오래 전부터 우리 곁에 있었고, 몇몇 주요 인공감미료들은 우연히 발견되었습니다. 1878년 Ira Remsen은 늦은 밤 그의 실험실에서 일을 하다가, 친구들과의 저녁 식사 약속에 늦었다는 것을 알았습니다. 서둘러 실험실을 나오면서 그는 손을 씻는 것을 잊어버렸습니다. 우연히 발견한 인공감미료 그 후 저녁 만찬에서 그는 빵 한조각을 떼어 맛보게 되었는데, 그때 그 빵이 대단히 달다는 것을 알았습니다. 그는 그 단맛이 실험실에서 일하던 약품에 의해 생긴 것이라는 사실을 깨닫고, 서둘러 실험실에 되돌아 와서는 사카린을 분리했는데, 이것이 최초의 인공 감미료입니다. 1937년 Michael Sved.. 2020. 4. 22.

시스지방산과 트랜스지방산 화학으로 이해하기 트랜스지방은 실제로 미국인 식사의 어디에나 존재합니다. 이 지방은 많은 가공 식품에 사용됩니다. 식물성 기름이 고형으로 바뀔 때 나타나빈다. 2006년 1월 1일부터 가공식품 생산업자는 트랜스 지방의 함량을 표시해야 합니다. 그렇다면 트랜스 지방은 무엇일까요? 지방은 분자 내에 존재하는 결합 형태나 수소 원자로 분류합니다. 지방산은 지방의 한 구성 요소이며, 탄소 원자들의 긴 사슬 형태이고, 일부 또는 모든 탄소 원자에 수소 원자가 결합되어 있습니다. 옥수수나 대두유 같은 불포화 지방은 이 탄소 사슬에 몇 개의 이중 결합을 가지고 있습니다. 보통 이중 결합으로 연결된 탄소 역시 수소 원자와 결합을 가지고 있습니다. 만일 지방산이 이중 결합을 한 개만 가지면 단일 불포화되었다고 하고, 두개 이상의 이중 결.. 2020. 4. 21.

플루오린화수소산을 이용한 소형화 기술 마이크로칩은 전자 분야에서 혁명을 불러왔습니다. Bell연수고 MIT,California 대학,Stanford 대학의 기술자들은 소형 기계나 로봇의 부품을 생산하려고 끊임없이 노력하고 있습니다. 새로운 기술은 모래알 보다 작은 기어나 먼지보다 훨씬 가벼운 모터를 생산가능케 합니다. 아주 작은 컴퓨터,계산기,심지어 초소형 로봇을 생산하기 위해서는 정확한 비율과 정확한 양의 화학 약품이 요구됩니다. 이런 미세한 회로를 생산하는 비결은 전체적인 회로나 청사진을 한 번에 찍어내는 것입니다. 칩을 도안하기 위해 컴퓨터가 사용됩니다. 인간의 머리카락보다 가늘게 도안된 이미지는 패턴이나 마스크에 전이됩니다. 이 과정은 사진술과 비슷하게 마스크를 통해 실리콘으로 입혀진 표면에 빛을 비춰줍니다. 그러면 실리콘 위에 화학.. 2020. 4. 20.

일산화 탄소 중독의 위험성과 대응방법 일산화 탄소 중독의 위험성 일산화 탄소는 석탄,천연가스,프로페인 가스,난방유,가솔린 등 탄소가 포함된 연료가 생성될 대 생설될 수 있는 기체입니다. 예를들어 천연가스의 주성분인 메테인이 연소되는 반응식은 다음과 같습니다. CH4(g) + 2O2(g) -> 2H2O(g) + CO2(g) 그러나 산소가 충분히 공급되지 않는다면 이산화 탄소 대신에 일산화 탄소가 발생할 것입니다. 2CH4(g) + 3O2(g) -> 4H2O(g) +2CO(g) 일산화 탄소는 시각과 후각으로 탐지하기 어려운 무색무취의 기체입니다. 따라서 일산화 탄소는 밀폐된 공간에 있는 여러 사람을 한 순간에 중독시킬 수 있습니다. 일산화 탄소에 중독되었다는 것을 사람이 사전에 인지하기는 매우 어렵습니다. 일산화 탄소 중독 증상은 보통 두통,귀.. 2020. 4. 19.

하바네로고추에 분자열 감지 능력이 있다? 인간은 매우 낮은 농도의 분자를 감지할 수 있습니다. 고추를 먹어 본 사람이라면 확실히 알 수 있습니다. 고추로요리를 할 때 피부나 눈이 불타는 듯한 느낌을 받을 것입니다. 이 불타는 듯한 느낌의 원인이 되는 분자는 캡사이신이며, 매우 적은 양이어도 감지할 수 있습니다. 어떻게 낮은 농도의 양의 캡사이신을 감지할 수 있을까요? 답은 이 물질의 아주 적은 질량에도 많은 분자가 포함되어 있다는 사실에서 찾을 수 있습니다. 1피코그램 캡사이신 시료에는 1조 개 이상의 분자가 있습니다. 어떻게 낮은 분자량의 분자를 정확하게 감지할 수 있을까요? UCSF의 생물학자인 David julius는 20년 이상 이 문제를 연구하였고, 우리가 열로 인식하는 캡사이신의 존재를 감지할 수 있는 단백질의 수용체를 발견하였습니다.. 2020. 4. 18.

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