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사람이 느끼는 바다에 대한 경이로움은 바다에 대한 무한한 감정을 낳았지만, 실제로 우리가 아는 바다는 본 모습의 일부분에 지나지 않는다. 바다를 이해하고 효율적으로 이용하기 위해 얼마전 우리나라에는 해양수산부가 생겼다. 우리도 바다를 알기 위한 노력의 하나로 바닷물의 성질을 알아보도록 하자.

물과 바닷물은 어떻게 구별할 수 있을까. 맛으로? 물론 맞는다. 그러나 이런 감각적인 방법 이외에 다른 방법이 없을까. 여러가지 화학적 방법이나 물리학적 방법으로 바닷물을 구별해보자.

물의 밀도가 약 1g/㎤, 바닷물의 밀도는 1.02-1.03g/㎤이다. 따라서 1백mL의 물의 질량은 1백g, 바닷물은 1백-1백3g. 즉 같은 부피에서 바닷물이 더 무겁다.

바닷물에는 염류가 많이 녹아있기 때문에 물보다 밀도가 높아, 같은 부피일 때 바닷물이 더 무겁다. 염류란 염화나트륨, 염화마그네슘, 황산마그네슘 같은 염을 모두 일컫는 말이다.

염은 산과 염기의 반응 또는 금속이 산 또는 염기와 반응해 생성되는 화합물로 물에 잘녹는다. 염중에서 물에 녹아 전기를 띠는 이온을 만들어 내는 것을 전해질이라고 한다. 1kg중에 녹아잇는 저체 염류의 양을 g수로 나타낸 값을 염분이라고 하는데, 염분의 단위는 1천분의 1으 나타내는 퍼밀(‰). 따라서 바닷물의 염분은 35퍼밀이다.
 

바닷물 1kg에 녹아있는 염류의 양(g)


1. 오이잠수함 만들기

실험1
1. 사진필름을 담아놓는 통에 물과 바닷물을 가득 채운다.
2. 물과 바닷물이 담긴 통을 물이 담겨진 비이커에 넣는다.

실험2
1. 당근에 이쑤시개로 오이를 붙여 잠수함 모양으로 만들어 수조에 넣는다.
2. 청색물감을 탄 바닷물을 고무관을 이용해 조심스럽게 수조바닥에 붓는다.

실험3
1.눈금실린더에 1백mL의 물을 취해 저울 위의 컴에 넣는다.
2. 같은 방법으로 바닷물으 다른 쪽의 컵에 넣는다.

2. 전기로 글씨 쓰기

물은 전기를 통하는 성질이 없으나, 염류에 의해 전해질이 녹아있는 바닷물은 전기를 통할 수 있다. 그러므로 꼬마전구에 불이 들어오는 쪽이 바닷물임을 알 수 있다. 주의깊게 관찰하면, 구리선이(+)극에서 발생하는 염소와 반응해 녹색으로 변하는 것을 볼 수 있다.
*주의 : 바닷물에 전기를 통할 때 유독성 기체인 염소가 발생하므로 너무 오랫동안 전선을 담가두지 말아야 한다.

실험1
1. 구리선을 이용해 꼬마전구와 전지를 연결한다.
2. 두개의 구리선을 연결하지 않은 채로 둔다.
3. 전선을 물과 바닷물에 넣어본다.

실험2
여과지에 요오드화칼륨(Kl)용액을 묻힌 후 전지에서 뽑아온 두개의 전선을 여과지에 문질러본다.

전선 한쪽(+극)에서 검은색 자국을 볼 수 있다. 왜일까. 이것은 요오드 이온이 자신이 가지고 있던 전자를 내주면서 요오드로 변한 자국이다.(${2I}^{-}$ → ${I}_{2}$+${2e}^{-}$). 요오드 이온은 색이 없지만 요오드는 흑자색을 띠고 있다. 더욱 선명한 글시를 보려면 여과지 대신 복사용지를 사용하면 된다. 복사지에는 만드는 과정에 녹말이 첨가되기 때문에 녹말과 요오드가 반응하면 더욱 선명한 흑자색을 볼 수 있다.

작은실험_바닷물에 빨래를 하면 안되는 이유

물과 바닷물에 진한 비눗물을 넣어보자. 물에는 비눗물이 잘 퍼져들어가는 것을 볼 수 있으나 바닷물에는 비눗물이 엉겨붙는다. 바닷물에는 전해질이 녹아있기 때문에 이 전해질과 비눗물이 반응해 녹지않는 비누가 만들어진다. 그래서 바닷물로는 세탁하기가 어렵다

비눗물 대신 질산은 용액을 한두방울 떨어뜨려본다. 위와 같은 이유로 바닷무 속에 녹아있는 전해질인 염화이온(${Cl}^{-}$)과 질산은에서 발생한 은이온(${Ag}^{+}$)이 반응해 녹지않은 흰색의 물질(염화은)이 생긴다. 이 방법은 실험실에서 염소이온을 검출하는 방법으로 이용되기도 한다. 수돗물에 질산은 용액을 떨어뜨리면 흰침전이 생기는데, 이것도 수돗물 속에 염화이온이 들어있기 때문이다.
 

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1996년 10월 과학동아 정보

  • 전석천 교사, 회원

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