답변 내역
- 상피막이 뭔지,어디에 위치해 있는지 모르겠어요안녕하세요.질문해주신 상피막은 상피조직과 그 아래의 결합조직층, 기저막을 함께 묶어서 부르는 구조적 단위입니다.즉, 상피막은 상피조직 + 기저막 + 얇은 결합조직층이라고 보시면 되는데요, 조직 단면을 위에서부터 보면 먼저 상피조직이 바깥쪽에 위치하며 보호, 흡수, 분비 등의 기능 수행합니다. 기저막은 상피와 결합조직을 연결시키는 얇은 막이고, 결합조직의 얇은 층은 혈관과 영양분 공급을 담당합니다. 따라서 ‘상피막’이란 상피조직 위에 따로 존재하는 막이 아니라, 상피조직과 기저막그리고 그 아래 결합조직을 포함한 하나의 단위라고 이해하시면 됩니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.10.2100
- 과산화수소(H₂O₂)를 상처에 바르면 거품이 생기는 이유는 무엇인가요?안녕하세요.말씀해주신 것과 같이 과산화수소(H₂O₂)는 강한 산화제로, 세균의 단백질이나 세포막을 산화시켜 소독 효과를 나타냅니다. 이때 상처 부위에 바르면 하얀 거품이 생기는데, 이는 단순한 물리적 현상이 아니라 효소에 의한 화학 반응 결과입니다.우리의 세포와 혈액 속에는 카탈라아제라는 효소가 존재하는데요 이 효소는 과산화수소의 분해를 촉진하여, 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂의 반응을 야기합니다. 이 반응에서 발생한 산소 기체(O₂)가 거품 형태로 눈에 보이는 것입니다.화학적으로 보면 과산화수소(H₂O₂)는 동시에 산화제이자 환원제로 작용하는데요 한 부분은 산화되어 산소 기체(O₂)로, 다른 부분은 환원되어 물(H₂O)로 변합니다.즉, 이 반응은 과산화수소가 자기 자신을 산화·환원시키는 일종의 ‘불균등화 반응’입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2100
- 냄비나 주전자를 오래 쓰다보면 바닥이 검게 변하는 현상은 어떤 화학 반응의 결과인가요?안녕하세요.질문주신 것과 같이 냄비나 주전자를 장시간 사용하다 보면, 특히 가열 시 공기 중의 산소와 접촉하는 부분에서 금속이 산화 반응을 일으켜 표면에 금속 산화물이 형성됩니다. 이 반응은 열이 가해질수록 더 활발하게 진행되며, 금속의 종류에 따라 산화물의 색과 성질이 달라집니다.예를 들어서 철을 가열 시 산소와 반응하여 산화철(Fe₃O₄, Fe₂O₃)을 형성하는데요, 이 산화철은 검거나 붉은색을 띠며, 우리가 흔히 ‘녹’ 또는 ‘검은 때’로 인식하는 물질입니다.또한 O₃나 Cr₂O₃ 같은 얇은 산화 피막이 생기는데, 열이 반복되면 이 피막이 두꺼워지거나 불균일하게 변하여 거무스름한 얼룩처럼 보이게 됩니다. 게다가 조리 과정에서 음식물 찌꺼기나 탄소 화합물이 열분해되어 탄화되면, 그 역시 검은 그을음(탄소층)을 형성해 산화물과 함께 어두운 색을 띠게 됩니다.즉 냄비나 주전자의 바닥이 검게 변하는 것은 주로 금속이 산소와 반응해 금속 산화물이 형성되는 산화 반응, 음식물의 탄화에 따른 탄소 찌꺼기 생성이 두 과정이 동시에 일어난 결과라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2100
- 사과에 레몬즙을 뿌리면 색이 유지되는 원리는?안녕하세요.사과나 감자 껍질을 벗기고 공기에 두면 색이 변하지만, 이때 레몬즙을 뿌려두면 색이 유지되는데요, 사과나 감자에는 폴리페놀이라는 성분과 폴리페놀 산화효소(PPO)가 들어 있습니다. 이때 껍질을 벗기면 세포가 손상되어 효소와 폴리페놀이 만나고, 공기 중의 산소(O₂)와 반응하여 퀴논이라는 갈색 계열의 물질로 산화되며 폴리페놀 + O₂ → 퀴논 + H₂O의 산화 반응에서 색이 갈색으로 변합니다. 이때 퀴논은 불안정하여 중합 반응을 거치며 멜라닌계 색소를 형성해, 사과나 감자의 표면이 점차 갈색으로 변하게 됩니다. 그런데 레몬즙에는 아스코르빈산(비타민 C)이 들어 있는데요, 아스코르빈산은 환원제로 작용하여 산화된 퀴논을 다시 폴리페놀로 환원시키며, 이로 인해 갈색 색소의 형성이 억제되는 것입니다. 또한 레몬즙의 산성 환경은 효소의 활성을 떨어뜨려, 갈변을 일으키는 효소 반응을 억제하기도 합니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2100
- 양파를 썰 때 눈이 매워지는 이유는 어떤 화학 물질의 작용 때문인가요?안녕하세요.질문하신 것처럼 양파를 썰 때 눈이 매워지는 현상은 특정한 황화합물이 생성되어 자극을 주기 때문입니다.양파를 썰면 세포가 손상되면서, 그 안에 분리되어 있던 황 함유 아미노산 유도체와 효소 알리이네이즈가 서로 만나 반응을 일으키는데요, 이 반응을 통해 프로판티알-S-옥사이드라는 휘발성 자극 물질이 만들어지며 이 물질이 공기 중으로 확산되어 눈으로 들어가면, 눈의 점막에서 눈물샘을 자극하여 눈물이 나고 화끈거림을 느끼게 되는 것입니다.또한 이 자극 물질은 열에 약하기 때문에 조리하거나 가열된 양파에서는 눈이 맵지 않은 이유는 바로 이 화합물이 분해되기 때문입니다.이 화합물은 공기 중으로 쉽게 증발하여 눈으로 들어가 눈물샘의 수용체를 자극하고, 그 결과 황산(H₂SO₄)의 미량 형성 반응이 일어나 눈에 자극을 주며 눈물이 나게 됩니다. 이를 줄이기 위해서는 양파를 냉장 보관하거나 차갑게 한 뒤 썰면 온도가 낮을수록 효소 활성과 휘발성이 감소하고, 물 속에서 양파를 썰면 자극성 물질이 공기 중으로 확산되기 전에 물에 녹아버립니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.205.01명 평가10
- 마음에 쏙!200
- 비누나 세제가 찬물보다 따뜻한 물에서 더 잘 녹는 이유는?안녕하세요.질문해주신 세제나 비누는 주로 지방산의 염과 같은 유기 분자로 이루어져 있는데요, 물의 온도가 높아질수록 분자의 운동 에너지가 증가하므로, 세제 입자와 물 분자 사이의 충돌 횟수와 에너지가 커집니다.이로 인해 세제가 물 속으로 더 잘 분산되고, 용해도가 증가하게 되는 것입니다. 또한 따뜻한 물에서는 지방 등의 오염물질이 부분적으로 녹거나 유화되어, 세제의 계면활성 작용이 더욱 활발히 일어납니다. 결과적으로, 온도가 높을수록 세제의 용해와 세정력이 모두 향상되는 것이라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2000
- 향수의 향이 시간이 지나면 옅어지는 이유는 무엇인가요?안녕하세요.네, 말씀해주신 것과 같이 향수가 처음에는 강하게 향기를 내지만 시간이 지나면 점차 향이 옅어지는 이유는 향수를 구성하는 향기 분자들의 ‘휘발성’과 ‘분자량' 차이 때문입니다.향수는 주로 향료 성분, 에탄올, 소량의 물로 이루어집니다. 이때 향료 분자들은 분자량과 구조에 따라 휘발성이 다르며, 이 특성에 따라 탑 노트(top note), 미들 노트(middle note), 베이스 노트(base note)로 나뉩니다.이때 휘발성이 높다는 것은 분자가 기체 상태로 전이하기 쉽다는 것, 즉 증기압이 크다는 뜻인데요 향수를 뿌리면 휘발성이 높은 분자들이 공기 중으로 빠르게 증발하여 코에 전달되지만, 시간이 지나면 대부분의 가벼운 분자들이 날아가고 무거운 분자만 남습니다. 이로 인해 향의 강도가 점차 약해집니다.또한 분자량이 작고 비극성 구조를 가진 향기 분자는 분자 간 인력이 약하여 쉽게 휘발하며 반대로, 분자량이 크거나 극성 부분이 있는 향기 분자는 수소 결합이나 쌍극자-쌍극자 상호작용으로 인해 증발 속도가 느립니다.이때 향수 속 에탄올은 휘발성이 매우 높은데요, 향수를 뿌리면 에탄올이 먼저 빠르게 증발하면서 향기 분자들을 함께 공기 중으로 퍼뜨리지만,에탄올이 사라진 후에는 향기 분자의 확산력이 떨어져 향이 급격히 약해지는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2000
- 우유 가열 시에 막이 생기는 원리는 무엇인가요?안녕하세요.질문해주신 것과 같이 우유를 가열할 때 윗면에 생기는 얇은 막은 단백질과 지방이 열에 의해 변성되고 응집되면서 형성되는 현상인데요, 단백질 중에서도 특히 유청단백질과 지방이 막 형성의 핵심 역할을 합니다.우유를 가열하면 우유 속 유청단백질 중에서도 특히 β-락토글로불린과 α-락트알부민은 온도가 약 60 ~ 70 °C 이상이 되면 변성됩니다. 이때 단백질의 3차 구조가 풀리면서 내부의 황 결합(S–S bond)이나 소수성 부분이 노출되고, 인접 단백질들과 서로 결합해 응집체를 형성하는데요, 이 현상은 비가역적인 화학적 변성 반응입니다.또한 우유의 표면 근처에는 지방구들이 존재하는데, 이들이 변성된 단백질과 결합하면서 복합막을 형성합니다. 이때 표면에 있는 물이 증발하면서 단백질-지질 혼합물이 표면에 농축되어 점차 얇은 막으로 굳습니다.가열 도중 표면에서는 지속적으로 수분이 증발하며 증발로 인해 그 자리에 단백질과 지방이 모여들어 점점 더 조밀한 막을 형성하게 됩니다. 따라서 물리적 응집과 화학적 변성이 동시에 일어나게 되는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2000
- 과일을 자른 후 시간이 지나면 갈색으로 변하는 현상의 원리는?안녕하세요.과일을 자른 후 갈색으로 변하는 현상은 일상 속에서 자주 볼 수 있는 효소적 갈변 반응으로, 이는 산화효소의 작용에 의해 일어나는 화학 반응인데요, 원래 과일의 세포가 잘리거나 손상되면, 그 속에 있던 효소와 기질이 공기 중의 산소(O₂)와 접촉하게 됩니다. 이때 핵심적으로 작용하는 효소는 폴리페놀옥시다아제(PPO) 또는 타이로시나아제이며, 이 효소들은 과일 속의 폴리페놀 성분을 산화시켜 퀴논이라는 중간산물을 만들고, 이 퀴논들은 불안정하여 서로 결합하거나 중합되어 갈색 색소를 형성하게 됩니다.과일의 갈변을 늦추기 위해서는 이산화 효소 반응을 억제하거나 산소 접촉을 줄이는 것이 핵심인데요, 우선 낮은 온도 유지가 중요합니다. 효소 반응 속도는 온도에 비례하므로, 낮은 온도에서는 효소의 활성과 반응속도가 감소합니다. 또한 산성 용액(레몬즙, 식초 등)을 가하면 폴리페놀옥시다아제는 pH 5~7에서 가장 활성이 높기 때문에 산성 환경에서는 효소의 3차 구조가 변해 활성이 저하됩니다. 이외에도 항산화제 사용(비타민 C, 아스코르빈산)이 가능한데요, 비타민 C는 퀴논을 다시 폴리페놀로 환원시켜 산화반응을 되돌립니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2000
- 불소 이온이 치아의 법랑질을 강화시키는 화학적 원리는 무엇인가요안녕하세요.질문해주신 것처럼 치약 속의 불소 이온은 치아 표면의 법랑질을 화학적으로 더 단단하게 만들어, 충치를 예방할 수 있게 만들어주는데요, 우선 치아의 가장 바깥층인 법랑질은 주로 수산화인회석으로 이루어져 있습니다. 이 결정은 단단하지만, 산에 의해 쉽게 녹는 성질을 가지고 있는데요 즉, 세균이 만들어내는 젖산이나 음식물 속의 산에 노출되면, 법랑질의 일부가 용해되어 충치가 생기게 됩니다.이때 치약 속 불소 이온(F⁻)은 치아 표면에 화학적 변화를 일으키는데요, 불소 이온은 수산화인회석의 수산화 이온(OH⁻) 자리에 치환되어 보다 안정한 화합물을 형성합니다. 이렇게 형성된 불화인회석 Ca₁₀(PO₄)₆F₂ 은 구조적으로 훨씬 더 조밀하고, 산에 잘 녹지 않는 결정이며, 법랑질의 용해도가 낮아지고, 산에 의한 탈회가 어려워집니다.또한 불소는 단순히 법랑질을 치환하는 데 그치지 않고, 산에 의해 일부 녹은 법랑질이 다시 미네랄화되는 과정을 촉진하는데요, 산성 환경에서 일부 인산염과 칼슘이 빠져나오면 탈회되고,불소가 존재하면, 주변의 Ca²⁺와 PO₄³⁻ 이온을 끌어들여 새로운 불화인회석 결정으로 재형성하기 때문에 불소는 법랑질의 회복과 재결정화를 도와주는 촉매적 역할을 한다고 보시면 됩니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.2000