답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.바다가 푸른 형광빛이 번쩍이는 것처럼 보이는 현상은 적조나 플랑크톤이 풍부한 해역에서 가장 흔하게 빛을 내는 대표적인 생물인 야광충과 같은 미세 플랑크톤이 일으키는 생물발광 때문입니다. 플랑크톤 내부에는 발광 물질인 루시페린과 루시페라아제라는 효소가 있는데, 이 물질 산소 및 효소와 화학 반응을 일으킬 때 열 발생 없이 빛 에너지가 만들어집니다.이 플랑크톤들은 파도가 부서지거나 돌이 떨어지는 등 외부의 물리적 충격을 받으면 순간적으로 세포 반응을 일으켜 번쩍이는 푸른 형광빛을 발산합니다. 바닷속에서 가장 멀리 전달되는 푸른빛을 내는 이유는 순간적인 발광으로 포식자를 놀라게 하거나, 상위 포식자에게 천적의 위치를 노출해 위기를 탈출하려는 생존을 위한 방어 기제입니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.물질의 염기 세기 순서는 OH- > B > A- > H2O 입니다.염기의 세기는 수소 이온을 끌어당기는 성질을 나타내는 염기 이온화 상수(Kb)가 클수록 강합니다. {OH-는 수용액 내에서 가장 강한 염기입니다. 약염기 B의 kb = 1.8 x 10^-5로 주어졌으며, 약산 HA의 짝염기인 A-의 Kb는 Kw / Ka 수식에 의해 약 5.56 x 10^-10 되므로 B보다 약합니다. 물(H20)은 강산인 H30+ 의 짝염기이므로 수소 이온 결합력이 가장 약합니다.따라서 Kb 크기에 따라 염기의 세기는 OH- > B > A- > H2O 순서가 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.오로라는 태양에서 방출되는대전 입자인 태양풍이 지구 자기장에 이끌려 극지방 대기의 기체들과 충돌하며 빛을 발하는 현상입니다. 대전 입자가 대기 기체와 충돌하면서 발생하는 에너지가 빛의 형태로 변환되는데, 충돌하는 기체의 종류와 고도에 따라 다양한 색상을 나타냅니. 산소 원자와 충돌하면 가장 흔한 초록색이나 붉은색이 나타나고, 질소 분자와 충돌하면 보라색이나 분홍색 빛을 만듭니다.주로 고위도 부근에서 오로라가 자주 나타지만 요즘은 중위도 부근에서도 가끔 관측이 됩니다. 11년 주기로 태양이 활바하게 활동을하는데 그때 더 선명하게 볼 수 있습니다. 오로라가 강하게 발생할 때는 지자기 폭풍이 동반되어 인공위성 궤도나 무선 통신 장애, 전력망 교란을 일으키기도 합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.바닷물에는 다양한 물질인 염류가 녹아져 있는데요. 이 물질들이 녹아 있는 이유는 육지의 풍화 작용, 화산 활동, 그리고 대기와의 상호작용 등 여러 가지 요인이 작용하였습니다.먼저, 공기 중의 이산화탄소가 빗물에 녹아들면 탄산을 띠게 됩니다. 이 비가 땅에 내리면서 바위나 흙을 천천히 부식시키고, 암석 속에 들어 있던 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 칼륨 같은 광물 성분을 녹여냅니다. 또한, 해저 화산과 열수 분출구에서는 염소, 황, 각종 금속 성분이 뿜어져 나오며, 대기 중의 산소와 이산화탄소도 바다 표면을 통해 녹아들어 갑니다.이렇게 유입된 물질들은 바다에 계속 남는 반면, 순수한 물만 증발하는 물의 순환 과정이 수 십억 년 동안 반복되면서 바다에 녹아 있는 염류들이 지금의 바다의 성분을 형성하였습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.더운 여름철 강이나 호수에서 물고기들이 수면 위로 올라와입을 뻐끔거리는 모습을 자주 볼 수 있는데, 물고기들이 이런 행동은 물속 산소가 부족하기 때문입니다.더운 여름철에 수온이 올라가면 기체의 용해도가 떨어지면서 물속 산소의 용존 산소량이 급격히 줄어듭니다. 반면 물고기는 체온이 올라가 신진대사가 활발해지며 필요한 산소량이 오히려 늘어납니다. 결과적으로 물속 산소는 줄어들었는데, 물고기가 필요로 하는 산소량은 더 늘어나는 현상이 발생하게 됩니다.​이처럼 물속 산소가 부족해지면 공기와 직접 만나는 수면 가장 위쪽의 물은 바람이 불거나 파도가 치면서 공기 중의 산소가 그나마 조금이라도 공급되는 곳이기 때문에 물고기들이 수면 근처로 올라옵니다. 수면에서 입을 뻐끔거리는 것은 공기를 직접 마시는 것이 아니라, 산소가 조금이라도 더 풍부한 표층의 물을 아가미로 통과시켜 호흡하려는 생존 행동입니다. 특히 밤사이 플랑크톤의 호흡으로 산소가 고갈되는 이른 아침이나 새벽에 이러한 모습을 자주 볼 수 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.온도가 높아지면 설탕이 더 않이 녹으면서 잘 녹는 이유는 바로 분자의 운동 에너지가 커지기 때문입니다. 이와 관련하여 설명해 드리도록 하겠습니다.​설탕 결정은 설탕 분자들끼리 서로 강한 인력으로 촘촘하게 결합되어 있는 상태입니다. 이 설탕을 녹이려면 설탕 분자 사이의 결합을 끊어내야 하는데, 온도가 높아지면 물 분자가 열에너지를 흡수하여 운동 에너지가 크게 증가 하고 빠른 속도로 움직이는 뜨거운 물 분자들은 설탕 결정과 세게 충돌하며 이 결합을 쉽게 떨어뜨립니다.온도가 높으면 녹아 나온 설탕 분자와 물 분자 모두 활발하게 움직이므로, 녹은 설탕 분자가 물 전체로 빠르게 퍼져나갑니다.​동시에 활발해진 물 분자들은 결정에서 떨어져 나온 설탕 분자를 재빠르게 에워싸며, 물 전체로 신속하게 퍼뜨립니다. 덕분에 설탕 결정 표면에 새로운 물 분자들이 지지속적으 설탕을 녹일 수 있는 반응들이 일어납니다.​기본적으로 설탕이 물에 녹는 용해 현상은 열을 흡수하는 흡열 과정입니다. 따라서 뜨거운 물이 제공하는 열에너지가 분자의 운동성을 극대화하여 차가운 물보다 훨씬 많은 양의 설탕을 녹일 수 있게 만듭니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.원자번호 10번 네온은 최외각 전자가 8개로 가득 차 있어 화학 반응에 참여할 수 있는 원자가 전자수가 0개이기 때문에 화학 반응을 일으키지 않는 대표적인 비활성 기체입니다. 상온에서는 색과 냄새가 없는 단원자 기체로 존재하며 끓는점이 매우 낮습니다. 특히 진공관에 넣고 전기를 흘려주면 선명한 주황색 빛을 발산하는 독특한 성질이 있습니다.​이러한 성질을 바탕으로 네온은 우리가 길거리에서 흔히 볼 수 있는 조명인 네온사인 간판에 널리 활용됩니다. 네온 기체 자체는 주황, 붉은색 빛만 내지만 우리가 길거리에서 보는 푸른색, 노란색, 초록색 등의 다양한 네온사인은 아르곤, 헬륨 등 다른 비활성 기체나 형광 물질을 섞어 만드는 것입니다.또한 헬륨과 섞여 바코드 스캐너나 광학 장비에 쓰이는 He-Ne 레이저를 만드는 데 이용되며, 화학적으로 안전하면서 냉각 성능이 뛰어난 액체 네온은 첨단 반도체 및 극저온 연구의 냉각제로 사용됩니다. 이 외에도 전자기기의 전원 표시 램프나 회로 보호용 장치 등 일상과 산업 전반에 다방면으로 쓰이고 있습니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.오존은 높은 에너지를 가진 자외선이 산소 분자를 산소 원자로 분해한 후, 이 원자가 주변의 다른 산소 분자와 결합하면서 만들어집니다. 또한, 번개가 칠 때나 고전압 장치 등에서 강력한 전기 스파크가 발생하면, 전기 에너지가 산소 분자를 분해하여 오존을 생성하기도 합니다 .​오존은 특유의 자극적인 냄새와 옅은 푸른색을 띠며, 구조가 매우 불안정해 시간이 지나면 스스로 산소로 되돌아갑니다. 또한 불소 다음으로 강한 산화력을 가져 세균이나 악취 분자를 파괴할 수 있어 정수 및 공기 살균 등에 널리 활용됩니다.​성층권의 오존층은 생명체에 유해한 자외선을 차단해 주는 생명 방패 역할을 하지만, 지상 근처 대류권의 고농도 오존은 강한 산화력으로 인간의 호흡기와 눈 점막을 자극하는 대표적인 대기 오염 물질이 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.창문, 디스플레이 화면 등 일상에서 널리 쓰이는 유리는 주로 소다석회유리로, 모래의 주성분인 성분을 중심으로 여러 화학 물질을 고온에서 녹여 만들어집니다. 관련 내용을 설명해 드릴게요.유리는 주원료인 이산화규소에 녹는점을 낮추는 소다회와 내구성을 높이기 위해 석회석, 재활용 파유리를 섞어 만듭니다.배합된 원료를 초대형 용융로에 넣고 고온으로 가열하여 걸쭉하고 투명한 액체 상태로 만든 뒤 성형 과정을 거치는데, 판유리의 경우 용융 주석 위에 유리를 띄워 매끄럽게 펼쳐서 만들고. 성형 후에는 유리를 천천히 식히는 공정을 하여 만들어 냅니다.​유리 제조의 가장 큰 특징은 고온의 액체가 굳을 때 원자 배열이 불규칙한 비결정성 구조를 형성한다는 점입니다. 이 불규칙한 원자 구조 덕분에 빛이 방해 없이 그대로 통과하여 고체이면서도 특유의 투명성을 가지게 됩니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.음식의 냄새를 일으키는 원인은 휘발성 유기 화합물입니다. 온도가 떨어지면 분자의 운동 에너지가 줄어들어 휘발 속도가 느려지지만, 증기압이 완전히 0이 되지는 않기 때문에 극저온 환경에서도 음식 표면의 냄새 분자들은 아주 조금씩 지속적으로 기체 상태로 빠져나와 냉동실 공기 중으로 퍼집니다.음식의 얼음이 기체로 바로 변하는 승화 현상이 일어날 때도 냄새 분자가 함께 방출됩니다. 또한, 냉동실 내부의 공기 순환 팬이 이 냄새 분자들을 구석구석으로 빠르게 퍼쳐나가게 되고 퍼져 나간 분자들은 표면적이 넓은 서리와 얼음 결정 표면에 강력하게 흡착됩니다. 마지막으로 대부분의 냄새 분자는 기름에 잘 녹는 무극성 성질을 띱니다. 이 때문에 동일하게 무극성 물질인 플라스틱 용기, 문 고무 패킹, 다른 음식의 지방층 속으로 깊숙이 침투하여 고착됩니다.​결국 저온에서도 계속 방출되는 냄새 분자가 순환 공기를 타고 서리와 플라스틱 재질 등에 스펀지처럼 축적되면서 냄새가 쉽게 배게 됩니다.