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답변 내역

항온수조 사용할 때 비커 사용/ 항온수조 사용법
안녕하세요.항온수조는 실험 중 일정한 온도를 유지하기 위해 사용되는 장비이나 올바른 사용법과 주의사항을 숙지하지 않으면 기기 손상이나 유리기구 파손이 생길 수 있습니다. 질문주신 일반 실험용 비커는 70 °C 수준의 항온수조에서 사용 가능합니다. 실험용 비커는 대부분 붕규산유리로 만들어져 있어 급격한 온도 변화에 강하고, 약 200 °C 이상에서도 견딜 수 있습니다. 항온수조의 온도는 일반적으로 0 ~ 100 °C 범위이므로, 70 °C는 충분히 안전한 온도 범위에 해당합니다. 다만 차가운 비커를 바로 70 °C 항온수조에 넣으면 열충격으로 유리가 균열될 수 있으므로 비커를 미리 상온에 두어 서서히 온도 차이를 줄이거나, 처음에는 40 °C 정도에서 서서히 올려주시는 것이 좋습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.12
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열대어 중에서 난태생은 어떤 종류가 있나요?
안녕하세요.물고기는 대부분 난생, 즉 알을 낳는 방식으로 번식하지만 일부 열대어는 질문해주신 것처럼 난태생 형태로 번식합니다. 난태생이란 알이 어미 몸속에서 수정되고, 부화까지 진행된 뒤에 새끼가 태어나듯이 나오기 때문에 겉보기에 새끼를 낳는 것처럼 보이는 번식 방식을 말합니다.난태생의 수정은 암컷의 체내에서 이루어지는 내부수정인데요, 수정란은 어미의 자궁이나 난소 안에서 난황을 이용해 발달합니다. 이때 어미의 혈액이나 태반으로부터 직접 영양을 받지는 않지만, 부화 직전까지 보호를 받기 때문에 생존율이 높고 새끼는 부화 직후 어미 몸 밖으로 나와 즉시 자유롭게 헤엄치고 먹이를 먹을 수 있습니다. 대표적인 난태생 열대어 종류로는 구피가 있는데요, 수컷의 꼬리지느러미 일부가 변형된 생식기를 이용해 암컷 체내로 정자를 전달합니다. 수정 후 약 3~4주가 지나면 암컷은 부화 직전의 새끼를 여러 마리 낳고, 태어난 새끼는 즉시 먹이 활동을 시작할 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.12
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닭은 날개가 있는데 왜 날지 못하는 것인가요?
안녕하세요.닭이 날개를 가지고 있음에도 불구하고 새처럼 하늘을 자유롭게 날지 못하는 이유는 단순히 살이 쪄서라기 보다는, 닭의 신체 구조와 진화 방향 자체가 비행보다는 지상 생활에 적응했기 때문입니다.닭의 조상은 본래 야생의 들닭이었는데요 이들은 동남아시아의 숲에서 살며, 나무 위에 올라가 쉬거나 포식자를 피하기 위해 짧은 비행을 하긴 했지만, 하늘을 오래 나는 능력은 갖지 않았습니다. 즉, 닭의 비행은 본래부터 생존을 위한 짧은 도약형 비행 수준에 머물러 있었고, 이후 인간이 가축화를 하면서 지상 생활에 더욱 적합한 방향으로 선택이 이루어진 것입니다.또한 비행에는 매우 강한 근육과 가벼운 골격이 필요한데요, 독수리와 같은 비행 조류는 전체 체중의 25~35%가 가슴근육인데, 닭은 체중 대비 비행근육의 비율이 10% 안팎에 불과합니다.특히 식용으로 개량된 닭은 가슴근육이 크긴 하지만, 지속적 비행을 위한 근섬유가 아니라 단시간 폭발적인 운동용 근섬유입니다. 게다가 닭은 다른 새들보다 상대적으로 몸통이 크고 뼈의 공기 주머니가 적어 무겁습니다. 따라서 날개로 만들어낼 수 있는 양력보다 체중이 커서, 장시간 비행은 물리적으로 불가능합니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.12
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단백질 접힘 오류가 알츠하이머와 같은 질환의 원인으로 작용하는 과정은?
안녕하세요.생체를 구성하는 고분자인 단백질은 아미노산 서열에 따라 정확히 접힌 3차원 구조를 가져야만 정상적인 생리 기능을 수행할 수 있습니다. 그런데 이 접힘 과정이 잘못되어 단백질 접힘 오류가 발생하면, 세포 내에서 비정상적인 단백질이 축적되거나 응집되면서 여러 퇴행성 신경질환의 원인이 됩니다.단백질은 아미노산 서열인 1차 구조에 따라 자동적으로 자신이 가져야 할 입체 구조인 2차, 3차 구조로 접히며 이 구조는 수소 결합, 소수성 상호작용, 이온 결합, 반데르발스 힘 등에 의해 안정화되며, 이렇게 형성된 구조가 효소 활성, 신호 전달, 세포 구조 유지 등 기능 수행의 핵심이 됩니다.알츠하이머병은 대표적인 단백질 접힘 질환으로 분류되는데요, 아밀로이드 베타(Aβ) 단백질의 축적이 문제가 됩니디. 원래는 아밀로이드 전구체 단백질(APP)이 효소에 의해 잘려 만들어지지만 일부 잘림 과정에서 비정상적으로 긴 형태의 Aβ40, Aβ42 가 생성되면, 이들이 잘못 접히고 서로 뭉쳐서 아밀로이드 플라크를 형성합니다. 이러한 플라크는 신경세포 외부에 쌓여 세포 간 신호 전달을 방해하고, 주변에 염증 반응과 산화 스트레스를 유발합니다. 또한 타우는 원래 미세소관을 안정화시키는 단백질인데요, 비정상적으로 인산화되면 구조가 변형되어 신경섬유 엉킴을 형성하고 이는 세포 내 수송 체계를 붕괴시키고, 결국 신경세포의 사멸을 초래하는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 생물·생명
25.10.12
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백반증의 원인은 무엇이며 왜 햇빛을 받을경우 문제가 되나요?
안녕하세요.백반증은 피부의 색을 결정하는 멜라닌 색소가 소실되어 하얗게 변하는 만성 피부질환입니다.단순한 미용상의 문제라기보다는 자가면역학적, 유전학적 요인이 복합적으로 작용하는 것으로 알려져 있고 말씀하신 것처럼 최근에는 한국을 포함한 여러 나라에서 환자 수가 점차 늘어나고 있으며, 성인 이후에도 발병할 수 있습니다.현재까지 정확히 하나의 원인으로 규명된 것은 없지만, 가장 유력한 이유는 자가면역학적 인식 때문입니다. 면역계가 멜라닌 색소를 외부물질로 인식하고 공격하면서 파괴시키는 것이 주된 원인으로 추정되며 실제로 백반증 환자에게서는 자가항체나 T세포의 과활성화가 자주 관찰됩니다. 이 때문에 갑상선 질환, 제1형 당뇨병, 류머티즘 등 다른 자가면역 질환과 동반되는 경우도 있습니다.또한 백반증은 가족 내 발생률이 약 5~10% 정도로, 특정 유전자인 HLA 관련 유전자, TYR, NLRP1 등이 관여한다고 알려져 있습니다. 그러나 단일 유전병은 아니며, 여러 유전적 취약성이 환경적 요인과 함께 작용합니다.성인 이후에도 발병할 수 있는 이유는 멜라닌 세포는 평생 유지되는 세포이지만, 면역계의 이상이나 스트레스, 호르몬 변화, 감염 등으로 인해 후천적으로 파괴될 수도 있기 때문인데요 따라서 어린 시절이 아니라도, 성인이 된 뒤에도 갑자기 얼굴, 손, 팔, 입가 등에서 흰 반점이 나타날 수 있습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.12
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핫플레이트에서 비커 사용해도 될까요?
안녕하세요.네, 실험실에서 핫플레이트 위에 비커를 올려놓고 가열하는 것은 흔히 하는 일이며, 내열 유리 비커라면 핫플레이트 사용은 안전하고 다만 온도 상승 속도와 교반 조건을 조절하시는 것이 좋습니다.보로실리케이트 유리로 된 비커는 열팽창이 작아 직접 가열 가능하며 다만 일반 유리, 표시 없는 저가형의 경우에는 급격한 온도 변화에 깨질 수 있으므로 사용 금지입니다.또한 비커를 차가운 상태에서 바로 고온으로 가열하거나 가열된 비커를 찬 물에 담그는 행위는 바람직하지 않은데요, 처음엔 낮은 온도에서 천천히 가열하시고, 용액이 녹기 시작하면 조금씩 온도를 높이는 것이 좋습니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.12
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오존층이 파괴되는 화학적 과정은 어떻게 일어나나요?
안녕하세요.오존층은 약 15~30 km 높이의 지구 성층권에 존재하며, 태양 자외선을 흡수하여 생명체를 보호하는 자연의 자외선 차단막인데요 하지만 인공적으로 배출된 특정 화합물인 프레온가스가 대기 중에서 광분해되면서 염소 라디칼을 생성하고, 이 라디칼이 연쇄적으로 오존을 산소로 분해함으로써 파괴됩니다.즉 오존층 파괴는 CFCs와 같은 인공 화합물이 자외선에 의해 염소 라디칼을 방출하고, 그 라디칼이 촉매적으로 오존을 연속 분해함으로써 일어나는데요, 이 과정을 통해 성층권의 오존 농도가 감소하면 자외선 B(UVB)가 지표에 더 많이 도달하여, 피부암, 백내장, 식물 성장 저해, 해양 생태계 교란 등 다양한 생물학적 피해가 발생하게 되는 것입니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.11
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산성비는 어떤 반응을 통해 생기나요?
안녕하세요.산성비는 대기 중의 산화성 기체 오염물질이 물과 반응하여 생성된 산성 물질이 빗물에 녹아 pH가 5.6 이하로 낮아진 비인데요, 이는 인위적 대기오염과 화학 반응이 결합되어 생기는 대기 화학 현상입니다.우선 산성비는 주로 이산화황과 질소산화물이 대기 중에서 산화되어 산으로 변하는 과정을 수반합니다.순수한 빗물도 이산화탄소가 녹아 탄산을 만들어 pH 약 5.6을 가지며 이런 수준의 산성비는 토양, 식물, 건축물에 심각한 영향을 미칩니다.질문하신 것처럼 산성비가 대리석을 부식시키는 이유는 대리석이나 석회암의 주성분은 탄산칼슘(CaCO₃)으로 산과의 반응에 매우 민감하기 때문입니다. 산성비 속의 황산 또는 질산이 대리석 표면과 접촉하면 중화 반응이 일어나는데요 이러한 반응으로 인해 조각상, 고대 건축물의 세부 문양이 점차 마모되고 표면이 거칠어지는 현상이 나타납니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.11
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이온 교환 반응이 정수 처리 및 반도체 세정 공정에 활용되는 주요 원리는?
안녕하세요.이온 교환 반응은 용액 속의 불순물 이온을 고체 상태의 이온 교환 수지 내부의 이온과 교환하여 제거하는 화학적 정화 과정인데요, 질문하신 것처럼 이 기술은 정수 처리, 반도체 세정 공정, 제약 및 식품 산업 등에서 고순도 물을 확보하기 위해 필수적으로 사용됩니다. 우선 이온 교환 수지는 일반적으로 고분자 매트릭스에 음전하 혹은 양전하를 가진 작용기가 결합되어 있는 구조로, 이 작용기가 전하를 유지하기 위해 교환 가능한 반대 전하의 이온을 가지고 있는데, 용액 속의 이온과 전하적 평형을 이루기 위해 서로 이온 교환 반응이 일어납니다.정수 처리에서는 주로 연수화, 즉 경도 제거와 탈염에 이온 교환 반응이 사용되는데요 경도 제거란 물 속의 Ca²⁺, Mg²⁺ 이온은 석회질의 원인이 되므로 이를 Na⁺형 양이온 교환 수지가 흡착하여 Ca²⁺, Mg²⁺를 제거합니다. 또한 양이온 교환 수지와 음이온 교환 수지를 연속적으로 배치하면, 모든 이온이 제거되어 H⁺와 OH⁻만 남게 되고, 이들이 결합하여 순수한 H₂O가 됩니다.반도체 제조는 나노 단위의 오염도가 성능에 큰 영향을 주기 때문에, 사용되는 물은 불순물 농도가 1억분의 1 이하의 ppb 수준으로 관리되며 이때 이온 교환 반응은 금속 이온, 염류 제거에 사용됩니다. 즉 반도체 공정에서 금속 이온인 Cu²⁺, Fe³⁺ 등은 회로 오염을 유발하므로, 이온 교환 수지를 통해 완전히 제거합니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.11
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방향제나 탈취제는 냄새 분자를 어떻게 없애는 건가요?
안녕하세요. 김지호 전문가입니다.방향제는 말 그대로 좋은 향을 퍼뜨려서 불쾌한 냄새를 덮는 역할을 하는데요, 따라서 이 경우 화학 반응이 일어나는 것은 아니며, 후각 수용체에 대한 경쟁 효과가 작용합니다. 냄새 분자는 후각세포의 수용체 단백질에 결합하여 냄새로 인식되는데 방향제의 향 분자가 훨씬 강하거나 더 잘 결합할 경우, 후각이 그 향을 우선적으로 감지하게 되어 원래의 불쾌한 냄새는 감각적으로 억제되는 것입니다.반면에 탈취제는 냄새의 근원이 되는 냄새 분자 자체를 화학적으로 변화시키거나 분해하여 냄새를 없애는데요, 암모니아(NH₃)처럼 염기성 냄새는 구연산이나 아세트산과 같은 산성 물질로 중화시키고 반대로 아세트산처럼 산성 냄새는 탄산수소나트륨과 같은 염기성 물질로 중화합니다. 감사합니다.
학문 / 화학
25.10.11
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