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[마이랩홈 실험실 열려라! 즐거운 화학세상] 이열치열~,더위를 이길 열과 추위?!

덥고 습한 날씨에 입맛이 사라진 섭섭박사님! 축 늘어진 채 아무것도 하기 싫은 기분인데…. 도저히 안 되겠다! 섭섭박사님은 맛있는 군것질을 요리하고 겨울 기분도 내보겠다고 결심했어요. 더위야, 물럿거라!

 

 

 

도전
실험

1분이면 만드는 달콤한 달고나

달달한 설탕 냄새가 어디서 나는 거지? 섭섭박사님이 설탕으로 달고나를 만들었어요. 설탕에 무슨 일이 일어났길래 이렇게 맛있는 간식이 된 걸까요?

 

 

 

왜 
이런 일이?

결과 : 캐러멜화된 설탕과 식소다가 만나 달고나가 된다.


하얀 설탕 가루는 고체지만 약 100°C의 약한 열을 가하면 녹아서 끈적한 갈색 액체로 변해요. 이처럼 설탕과 같은 당류에 열을 가할 때 일어나는 변화를 ‘캐러멜화’라고 불러요. 당류가 산소와 결합하는 산화 반응을 일으키며 분자 구조가 바뀌는 현상이죠.
이렇게 캐러멜화된 설탕에 베이킹소다를 넣고 계속 열을 가하면 기체가 발생해요. 이때 나오는 기체는 이산화탄소예요. 베이킹소다의 주성분인 탄산수소나트륨이 열분해 되며 나온 거지요. 이산화탄소가 발생하면 갈색으로 변한 설탕, 즉 달고나가 부풀어 올라요. 베이킹소다를 넣은 빵이 오븐 속에서 부푸는 것도 같은 원리지요.

 

한걸음 
더!

똥을 열분해하면…?

캐러멜화된 설탕 속에서 베이킹소다가 열분해 되면 달콤한 달고나가 만들어지고, 똥을 열분해하면…. 에너지를 만든다고?!

 

 

 

5월 21일, 농촌진흥청은 가축분뇨를 열분해하여 에너지로 쓸 합성가스를 생산하는 계획을 발표했어요. 우리나라 가축분뇨는 매년 약 5200만t(톤)씩 발생해요. 대부분 농경지의 거름으로 활용됐지만, 최근 농경지가 줄어들고 있어 분뇨를 처리할 새로운 방법이 필요했지요.


그래서 농촌진흥청은 높은 온도로 가열할 때 화학물질이 분해되는 열분해 반응을 활용해 가축분뇨에서 합성가스를 만들었어요. 합성가스는 비료나 섬유를 만들 때 쓰이는 암모니아를 합성하는 데 이용될 수 있어요. 앞으로 농촌진흥청 연구팀은 열분해 반응이 일어나 온도별로 어떤 종류의 합성가스가 생산되는지 등을 추가로 확인할 예정이에요. 이번 연구에 참여한 세종대학교 환경에너지융합학과 권일한 교수는 “열분해 기술로 가축분뇨를 에너지원으로 재활용한다면, 축산업의 환경오염 부담을 크게 덜 수 있을 것”이라고 말했답니다.


또한 열분해로 쓰레기가 된 폐비닐을 다시 활용할 수 있는 기술도 있어요. 2월 15일, 한국에너지기술연구원 에너지순환자원연구실 이경환 박사가 이끄는 연구팀은 폐비닐을 열분해하여 경질유나 중질유 등의 오일을 만드는 기술을 개발했다고 발표했어요. 폐비닐을 열분해하여 오일을 만드는 기존 기술은 긴 냉각 시간이 필요해서 반응기계를 하루에 한 번만 쓸 수 있어요. 반면 이번에 개발한 기술은 계속 사용할 수 있으면서 오일도 기존 기술보다 2배 이상 생산했어요. 이경환 박사는 “지금까지 우리나라에서 개발해온 열분해 오일화 기술은 대부분 소규모로 진행된 데다 기술 수준도 매우 낮은 편이었다”며 “이번 개발로 그 한계를 극복한 것”이라고 설명했답니다.

 

도전! 섭섭박사
실험왕!

 

 

박재진
3번의 시도 끝에 만든 다빈치의 다리에 어과동 책 9권을 올렸어요!

만들고 나니 뿌듯했지요. (마지막에 저희 고양이가 다 부쉈지만요….)

 

 

실험 
하나 더!

더위를 날릴 렛잇고~, 인공 눈!

맛있는 간식까지 먹었지만, 여전히 더위는 가시질 않았어요. 섭섭박사님은 아예 겨울을 즐겨보자며 영화 <;겨울왕국>;의 엘사로 변신하는데….

 

 

왜 
이런 일이?

결과 : 인공 눈이 만들어진다.
베이킹소다는 습기를 흡수하는 성질인 ‘흡습성’이 뛰어난 고체예요. 린스는 실리콘 오일 등이 들어 있어 끈적끈적하게 다른 물질에 달라붙는 ‘점착성’을 갖지요. 그래서 린스가 우리의 머리카락 표면에 달라붙어서 머릿결이 훨씬 부드럽게 느껴지도록 해줘요.
린스는 베이킹소다에도 달라붙어요. 이때 베이킹소다는 린스 입자 표면의 수분을 흡수해 뽀득뽀득한 상태가 돼요. 하지만 베이킹소다가 린스 입자 속의 수분까지 흡수하지는 못해요. 그래서 혼합물의 속은 여전히 촉촉한 액체를 머금죠. 게다가 린스 입자들끼리도 서로 들러붙어서 눈처럼 서로 뭉쳐질 수 있어요. 그 결과, 인공 눈이 탄생한답니다.

 

이번 실험을 직접 해본 뒤 
실험 사진을 어과동 홈페이지 
<;찰칵찰칵 사진터>;에 올려 주세요. 
응모해 준 친구들 중 멋진 사진을 
뽑아 선물을 드립니다!

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2021년 13호 어린이과학동아 정보

  • 윤지현 기자 기자
  • 사진

    동아사이언스
  • 디자인

    최은영

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