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분말 설탕가루를 양초의 불꽃에 떨어뜨리면 어떤 일이 일어날까. 촛불에 대롱을 갖다댄 후 나오는 연기에 불을 붙여보자. 다 타버린 연기가 더 탈 수 있을까.


설탕 폭탄​

■ 왜 그럴까?!

설탕${C}_{12}$${H}_{22}$${O}_{11}$은 탄소, 수소, 산소로 구성돼 있다. 따라서 적당한 조건이 갖춰지면 탈 수 있는데, 보통의 경우 불을 붙이면 타지 않고 지글지글 녹기만 한다. 하지만 설탕을 충분히 가늘게 분쇄한 뒤 산소를 충분히 공급받을 수 있게 해주면 타는 모습을 볼 수 있다.

입자의 크기가 작아질수록 쉽게 타는 이유는 산소와의 접촉 면적이 증가하기 때문이다. 즉 미세한 설탕가루들이 공기 중에 흩어지면서 산소와 접촉하는 면적(표면적)이 커져 잘 타게 되므로 불꽃을 볼 수 있는 것이다.

가연성 가루가 공기 중에 날리는 곳에서 불씨 때문에 폭발이 일어나는 경우를 ‘먼지(분진) 폭발’이라고 한다. 탄광이나 곡물 창고에서 일어나는 폭발 사고가 대개 이에 속한다.


연기에 붙은 불

■ 왜 그럴까?!

양초의 주성분은 파라핀 왁스로 탄소와 수소 성분으로 이뤄져 있는데, 한분자당 탄소 수는 20-35개 정도이며 분자량은 3백-5백 정도다. 따라서 양초가 완전 연소되면 이산화탄소와 수증기가 발생한다.

그러나 양초의 심지 부근은 산소와 접촉 기회가 적어 불완전 연소가 일어난다. 따라서 심지 부근에 알루미늄 대롱을 연결해두면 미처 타지 못한 탄화수소 성분이 대롱을 따라 흰 연기로 나오게 되고, 여기에 불을 붙이면 더 타게 된다.