답변 내역

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.촉매가 반응물과 생성물의 고유 에너지는 유지하면서 활성화 에너지만 낮추는 이유는 기존의 경로 대신 더 쉽게 도달할 수 있는 새로운 반응 경로를 만들기 때문입니다.​기존에는 반응물들이 높은 에너지 장벽을 직접 넘어야 생성물이 될 수 있었지만 촉매를 사용하면 촉매는 반응물과 결합하여 전과는 전혀 다른 새로운 중간 단계 화합물을 형성합니다. 이 과정에서 촉매는 반응물 분자들을 자신의 표면에 정확한 방향으로 고정해 충돌 확률을 높이고, 반응물 내부의 결합을 쉽게 깨지도록 유도합니다. 이렇게 촉매가 새로운 경로의 에너지 장벽들은 기존 장벽보다 높이가 훨씬 낮으므로, 분자들이 더 적은 에너지만으로도 쉽게 장벽을 넘어가 반응 속도가 빨라지게 됩니다.​반응물과 생성물의 에너지가 그대로인 이유는, 시작점과 끝점의 에너지는 분자 고유의 화학 구조에 의해서만 결정되는 절대적인 값이기 때문입니다. 촉매는에너지를 전혀 소모되지 않고, 오직 그 사이를 연결하는 경로만 낮춰줄 뿐입니다. 따라서 반응 전후의 전체 에너지 변화량인 반응열은 촉매의 유무와 상관없이 항상 일정하게 유지됩니다.제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.마늘과 고추를 구우면 매운맛이 줄어드는 이유는 각 채소가 가진 매운맛 성분의 화학적 성질이 열에 의한 변화 때문입니다.​우선 마늘의 알싸한 매운맛은 알리신이라는 성분 때문인데, 마늘 세포를 파괴할 때 알린 성분과 알리나아제 효소가 만나 알리신이 생성되며 이 효소는 열에 매우 취약합니다. 마늘을 구우면 효소가 완전히 파괴되어 매운 성분 자체가 만들어지지 못합니다. 대신 마늘 속 탄수화물이 열에 의해 과당으로 분해되면서 단맛을 내는 성분으로 바뀌기 때문에, 매운맛은 사라지고 달콤한 맛만 남게 됩니다.​반면 고추의 매운맛을 내는 캡사이신은 열에 분해되지 않는 안정적인 성분이지만, 구운 고추가 덜 맵게 느껴지는 이유는 물리적인 변화와 맛의 상쇄 때문입니다. 고추를 구우면 내부 수분이 증발하면서 캡사이신 일부가 수증기와 함께 공기 중으로 날아가면서 고추 속 전분이 열을 받아 당분으로 변하는데, 이때 생긴 단맛과 감칠맛이 남아있는 매운맛을 가려주어 혀가 느끼는 자극이 급격히 감소합니다. 게다가 구우면서 세포벽이 무너져 식감이 부드러워지는 것도 매운 자극을 줄이는 데 한몫합니다.다시말해 마늘은 매운 성분을 만드는 효소가 열에 파괴되어 맵지 않은 것이고, 고추는 매운 성분이 일부 휘발되고 단맛이 강해져 덜 매워지는 것입니다.제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.우리나라 많은 사람들이 먹는 최애 음식중에 하나가 라면입니다. 건강 이슈가 있어도 저도 많이 먹는것 같아요.라면의 기름기와 첨가물, 나트륨을 줄여 건강하게 먹으려면 면과 국물을 따로 끓이는 방법이 가장 확실합니다.​우선 면을 끓일 때는 기름기와 첨가물을 없애 줄 재료가 필요한데, 면수에 녹차 티백을 넣고 끓이면 녹차의 카테킨 성분이 면에서 빠져나오는 유해 기름기를 효과적으로 제거해 줍니다. 이때 식초를 한두 방울 떨어뜨리면 면발의 전분이 단단해져 불지 않고 탱글탱글해지며 면의 알칼리성 첨가물도 중화됩니다. 면이 반쯤 익으면 물을 버리고 찬물에 한 번 헹궈 표면의 기름 찌꺼기를 완전히 씻어냅니다.​새 물에 국물을 끓일 때는 자극적인 스프 양을 평소의 3분의 2로 줄이고, 나트륨 배출을 돕는 칼륨 식품을 더해야 합니다. 다진 마늘과 대파, 양배추를 듬뿍 넣으면 나트륨이 몸 밖으로 배출되도록 도울 뿐만 아니라 자극적인 맛으로부터 위장을 보호하고 천연 감칠맛을 더해줍니다. 마지막에 우유를 반 컵 정도 섞어주면 우유의 칼륨이 나트륨을 배출시켜 다음 날 얼굴이 붓는 것을 막아주고 칼슘까지 보충할 수 있습니다.​다시말해, 녹차 티백을 넣은 물에 면을 삶아 건져내고, 마늘, 대파, 우유를 더한 국물에 면을 합쳐 끓이는 것이 유해 성분을 최소화할 수 있어요.제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.뜨거운 물이 차가운 물보다 더 빨리 어는 현상은 음펨바 효라고 부르며, 여러 가지 복합적으로 요인에 의해 발생합니다.​첫째로 활발한 대류 현상 때문인데요. 뜨거운 물은 차가운 물보다 분자 운동이 활발해 위아래로 섞이는 대류가 강하게 일어 나는데, 이로 인해 내부의 열이 표면으로 빠르게 이동해 방출되면서 온도가 가파르게 떨어집니다.​둘째로 빠른 증발의 영향으로 뜨거운 물은 증발량이 많아 얼려야 할 물의 총량이 줄어듭니다. 또한 물이 증발할 때 주변의 열을 빼앗아 가는 기화열 작용 덕분에 냉각 속도가 빨라지게 됩니다.​셋째로 용존 기체의 차이 때문으로 차가운 물에는 산소 등의 기체가 많이 녹아 있어 열전달을 방해 하지만, 뜨거운 물은 끓는 과정에서 기체가 대부분 빠져나가 열전달이 훨씬 효율적입니다.​마지막으로 수소 결합 원리인데요. 뜨거운 물은 분자 간 거리가 멀어지며 수소 결합에 에너지가 크지만, 냉각 시 이 에너지를 한 번에 방출하면서 온도가 급격히 낮아집니다.​즉, 뜨거운 물은 강한 대류, 활발한 증발, 적은 용존 기체, 수소 결합의 에너지 방출이 동시에 작용하여 특정 조건에서 차가운 물보다 어는점에 더 빨리 도달하게 됩니다.제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.우리의 일상 생활에서 효소가 다양하게 활용되고 있으며, 점차 확대되고 있는데요. 그중에 하나가 효소 치약입니다.효소 치약은 특정 물질과만 반응하는 기질 특이성과 천연 항균 물질의 생성 원리를 이용하는 건데요. 일반 치약이 연마제로 프라크를 긁어낸다면, 효소 치약은 생화학적 가위 역할을 하여 이를 화학적으로 분해합니다.​효소 치약 속에 있는 덱스트라나아제는 프라크의 끈적한 골격을 이루는 다당류의 화학 결합을 끊어 치아 표면에서 쉽게 떨어지게 만듭니다. 또한 프로테아제는 치태와 설태의 주요 성분인 단백질을 분해하여 구취를 막고 세균 증식을 억제합니다.​또한, 구강 내 천연 항균 시스템을 활성화 하는데, 치약 속 글루코오스옥시다아제 등이 입안의 당분을 분해해 과산화수소를 만들면, 락토페록시다아제 효소가 이를 촉매로 삼아 강력한 항균 물질인 하이포타화시안산염을 생성합니다. 이 물질이 충치와 잇몸 질환을 유발하는 유해균의 세포벽을 파괴합니다.​즉, 효소 치약은 효소의 촉매 작용을 통해 치아 마모를 최소화하면서도 프라크의 결합을 분해하고 유해균을 억제하여 구강 환경을 개선하는 치약입니다.제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.손을 비누로 씻을 때 느끼는 미끈거리는 것은 여러 가지 요인에 의해서 나타납니다.​고체 비누는 유지와 강염기를 반응시켜 만들기 때문에 물에 녹으면 pH 9~10의 염기성을 띠는데, 염기성은 단백질을 부드럽게 녹이는 성질이 있어, 손에 닿으면 피부 바깥쪽의 단백질을 미세하게 녹여 표면을 미끄럽게 만듭니다.​또한, 음이온 계면활성제의 윤활 작용 때문으로 비누 분자는 물을 좋아하는 친수성 부분과 기름을 좋아하는 친유성 부분을 모두 가집니다. 물속에서 이 분자들은 기름때를 둘러싸며 동그란 공 모양의 미셀 구조를 형성하는데, 이 미셀들이 손가락 사이에서 미세한 윤활유 역할을 하여 마찰력을 줄여줍니다.​마지막으로 피부 지방과의 비누화 작용때문으로 피부 표면의 피지가 비누의 염기성 성분과 만나면 순간적으로 미량의 비누 성분으로 변하는 비누화 작용이 일어납니다.​즉, 미끈거림은 비누가 지방산과 단순히 결합하기 때문이 아니라, 비누의 염기성이 각질을 녹이고 계면활성제가 윤활막을 형성하며 피지가 비누화되는 복합적인 화학 반응 때문입니다. 물로 비누를 완전히 씻어내면 이 성분들이 사라져 미끈거림도 멈추게 되므로 물로 완전히 씻기 바랍니다.제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.뉴스를 보면 해마다 가을철에 독버섯을 잘못 먹고 사망했다는 뉴스를 접하게 되는데요. 독버섯이 왜 인체에 치명적인지 설명드리도록 할께요.독버섯의 아마톡신이 치명적인 간 손상을 유발하는 이유는 세포 내 유전 정보 전사 과정을 마비시켜 단백질 합성을 완전히 차단하기 때문입니다. 아마톡신은 소장에서 흡수된 후 간세포 수송체에 의해 간에 집중적으로 축적되고, 세포 핵 내로 진입한 아마톡신은 DNA를 복제해서 mRNA를 만드는 핵심 효소인 RNA 중합효소 II에 매우 강력하게 결합합니다. 이 결합은 효소의 특정 구조를 물리적으로 고정하여 움직임을 마비시는 것입니다.그 결과 DNA 유전 정보를 mRNA로 복사하는 전사 과정이 즉각 중단되고, 세포는 생존에 필수적인 단백질과 효소들을 더 이상 생산하지 못하게 되며, 결국 대사 기능 마비로 세포 자살과 괴사에 이르게 됩니다. 아마톡신은 열에 강해 끓여도 파괴되지 않으며, 이처럼 간세포의 단백질 합성을 멈춰버리기 때문에 급성 간부전과 같은 치명적인 결과를 초래합니다. 따라서 가을철에 산행시 독버섯인지 식용 버섯인지 꼭 구별하시고 드셔야 합니다.제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.염색약 1제의 파라-페닐렌디아민 분자가 모발을 영구적으로 염색하는 이유는 모발 내부 침투와 산화에 의한 중합 반응, 그리고 분자 갇힘 효과 때문입니다.본래 파라-페닐렌디아민은 무색의 유기 화합물이며 분자량이 매우 작고 구조가 단순한데, 염색 시 1제의 알칼리 성분이 모발 표면의 딱딱한 단백질 층인 큐티클 층을 느슨하게 해주면, 크기가 작은 파라-페닐렌디아민 분자들이 모발 내부의 피질층까지 쉽게 침투합니다.모발 내부에 들어간 파라-페닐렌디아민은 2제의 산화제인 과산화수소와 만나 산화되면서 반응성이 높은 중간체 물질로 변하고, 이 중간체 분자들이 모발 내부에서 중합 반응을 일으키며 크기가 거대한 고분자를 형성합니다. 이 과정에서 빛을 흡수하고 반사할 수 있는 화학 구조인 발색단이 완성되면서 고유의 색상이 드러납니다.즉, 처음 들어갈 때는 분자가 작아 쏙 들어갔지만, 내부에서 덩치가 수십 배 커진 거대 발색단 고분자가 되면서 닫힌 큐티클층 틈새를 빠져나오지 못하고 갇히게 되는 것입니다. 이 원리 덕분에 머리를 감아도 색소가 씻겨 나가지 않고 영구적으로 염색이 유지됩니다.제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.비 오는 날이나 추운 겨울날 유리창에 김이 서려 운전에 불편을 주는 경우는 운전자라면 누구나 한 번씩은 겪는 경우일 텐데요. 김이 왜 서리는지 그 이유에 대해 설명해 드릴께요.비 오는 날 자동차 유리창에 김이 서리는 현상은 단순히 실외 습도가 높아서가 아니라, 포화 수증기량의 변화로 인한 이슬점 도달 여부와 연관성이 있습니다.가장 큰 원인은 차가운 빗물이 유리창에 내리면서 유리의 온도가 급격히 떨어지고, 온도가 떨어지면 공기가 머금을 수 있는 최대 수증기의 양인 포화 수증기량은 감소합니다. 차가워진 유리창 주변의 실내 공기 온도가 내려가면 공기가 수증기를 더 이상 버티지 못하는 이슬점에 도달하게 되고, 이로 인해 수증기가 액체 물방울로 변하는 응결 현상이 일어납니다.여기에 밀폐된 차 안에서 사람이 내뿜는 공기와 젖은 옷, 우산에서 증발한 물기가 내부 습도를 급격히 끌어올려 이슬점 도달을 빠르게 합니다.온도와 습도 외에 김 서림의 또 다른 요인은 유리 표면의 미세한 오염입니다. 유리창 내부에 먼지나 유막이 끼어 있으면 수증기가 물방울로 뭉칠 때 씨드 역할을 하는 불균일 핵생성이 일어나, 깨끗한 유리보다 김이 훨씬 더 뿌옇고 빽빽하게 서리게 됩니다. 이럴 경우 빠르게 에어컨을 켜서 온도를 낮추어 김을 제거 시키고 안전 운전해야 합니다.제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.제가 좋아하는 최애 음식중에 하나가 심겹살인데요. 많이 먹으면 건강상에는 좋지 않은데, 그 이유늘 설명해 드릴께요.삼겹살 기름의 주성분은 글리세롤에 세 개의 지방산이 결합한 트라이글리세라이드이며, 이 중에서도 탄소 간 이중 결합이 없는 포화 지방산의 비율이 높습니다.​삼겹살 기름이 식으면서 고체로 굳는 현상은, 이 포화 지방산은 이중 결합이 없어 꺾임이 없는 곧은 일직선 모양의 분자 구조를 가지는데, 이러한 형태적 특징 때문에 분자들이 빈틈없이 차곡차곡 빽빽하게 쌓일 수 있으며, 분자들이 밀착할수록 이들 사이에 잡아당기는 힘인 반데르발스 인력이 매우 강해집니다.​불판 위처럼 온도가 높을 때는 열에너지가 분자 간 인력을 이겨내어 투명한 액체 상태를 유지합니다. 하지만 불을 끄고 실온으로 식으면 열에너지가 감소하면서 분자 운동이 둔해집니다. 이때 강한 분자 간 인력으로 인해 일직선 구조의 지방 분자들이 서로 단단히 결합하며 규칙적으로 정렬하게 되고, 결국 분자의 이동성이 사라지면서 하얗고 불투명한 고체 상태로 변하게 됩니다.반면, 분자 구조가 꺾여 있어 빽빽하게 뭉치지 못하는 불포화 지방산 중심의 식물성 기름은 실온에서도 액체 상태를 유지합니다. 그래서 불포화 지방산인 오리 기름은 인체에 덜 해롭다고 하는 것입니다.제 답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.