안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
화학
Q. 중화시키는 방법인 당량점이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.당량점이란, 적정에 사용되는 시약과 분석물질이 화학량론적으로 완전히 반응하여 평형 상태에 도달하는 지점을 말합니다.산화-환원 적정에서는, 분석물질의 산화 상태가 변화하면서 색이 변하는 경우가 많습니다. 예를 들어, 망간(II) 이온(Mn^2+)은 강력한 환원제이며, 망간(VII) 이온(MnO4^-)은 강력한 산화제입니다. 따라서, 망간(II) 이온을 망간(VII) 이온으로 산화시키는 적정에서는, 당량점에 도달하면 망간(II) 이온이 모두 망간(VII) 이온으로 산화되어 용액의 색이 변화하게 됩니다.따라서, 산화-환원 적정에서 당량점을 식별하기 위해서는, 분석물질과 시약의 산화 상태에 따라 색이 어떻게 변화하는지 이해하는 것이 중요합니다.산화-환원 적정에서 당량점을 식별하는 방법에는 다음과 같은 것들이 있습니다.색 변화: 분석물질과 시약의 산화 상태에 따라 색이 변화하는 경우, 당량점에 도달하면 용액의 색이 변화합니다.전위 측정: 적정의 전위를 측정하여 당량점을 검출할 수 있습니다.pH 측정: 적정의 pH를 측정하여 당량점을 검출할 수 있습니다.지시약 사용: 적정에 지시약을 사용하여 당량점을 검출할 수 있습니다.이 중에서 색 변화는 가장 간단하고 직관적인 방법입니다.
화학공학
Q. 화학 용어 중에 염석이 무엇인지 궁금합니다 .
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.염석이란, 단백질과 같은 물질을 염을 첨가하여 침전시켜 분리하는 방법입니다. 염을 첨가하면 단백질의 양전하와 염의 음전하가 서로 끌어당겨 단백질이 침전됩니다.황산암모늄 침전법은 황산암모늄을 첨가하여 단백질을 침전시켜 분리하는 방법입니다. 황산암모늄은 단백질보다 양전하가 강하기 때문에 단백질의 양전하와 결합하여 침전시킵니다.뉴스 내용에서 "황산암모늄을 이용해서 단백질 염석을 해보았던 실험에 대해 논의하려고 합니다."라는 내용은, 황산암모늄을 사용하여 단백질을 분리하는 실험을 진행한 후, 그 결과를 논의하려는 내용으로 해석할 수 있습니다.염석은 단백질을 분리하는 방법 중 하나로, 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 단백질의 정제, 단백질의 구조 연구, 단백질의 효능 분석 등에 사용됩니다.염석의 원리는 다음과 같습니다.단백질은 양전하, 음전하, 또는 양과 음의 전하가 공존하는 중성으로 존재합니다.염은 양전하, 음전하를 띠는 이온으로 이루어져 있습니다.단백질과 염이 혼합되면, 단백질의 전하와 염의 전하가 서로 끌어당겨 단백질이 침전됩니다.염석을 수행할 때는 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다.염의 양: 염의 양이 너무 적으면 단백질이 충분히 침전되지 않을 수 있습니다. 반대로 염의 양이 너무 많으면 단백질이 변성될 수 있습니다.염의 종류: 염의 종류에 따라 단백질의 침전 속도와 침전 형태가 달라질 수 있습니다.용매의 종류: 용매의 종류에 따라 단백질의 침전 속도와 침전 형태가 달라질 수 있습니다.염석은 단백질을 분리하는 방법 중 하나로, 다양한 용도로 사용되는 유용한 방법입니다.
화학
Q. 컵이 포개져 안빠질때 찬물과 뜨거운 물을 반대로 담는 과학적 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.컵이나 밥그릇이 껴서 안빠질 때 뜨거운물과 찬물을 부으면 빠지는 현상은 열팽창이라는 과학적 원리로 설명할 수 있습니다.열팽창이란 물체가 열을 받으면 부풀어 오르는 현상입니다. 컵이나 밥그릇의 재질은 대부분 플라스틱이나 유리입니다. 이 재질들은 열을 받으면 부피가 약 1% 정도 늘어납니다.컵이나 밥그릇이 껴서 안빠지는 상태에서는 두 그릇의 모서리 부분이 서로 밀착되어 있습니다. 이때 윗쪽에 찬물을 담으면 윗쪽 그릇의 온도가 낮아져서 부피가 줄어듭니다. 반대로 아래쪽에 뜨거운물을 담으면 아래쪽 그릇의 온도가 높아져서 부피가 늘어납니다.이러한 열팽창으로 인해 두 그릇 사이에 공간이 생기게 됩니다. 이 공간을 통해 윗쪽 그릇을 밀어 올리면 껴서 안빠졌던 컵이나 밥그릇이 쉽게 분리될 수 있습니다.
기계공학
Q. 자동차 타이어에 대한 질문입니다.
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.타이어 마모 한계선은 1.6mm입니다. 따라서 앞타이어 마모가 3mm 정도 남았다면, 당장 교체하지 않아도 되지만, 여유를 두고 교체하는 것이 좋습니다.타이어 마모가 심해지면 배수 능력이 떨어져 빗길에서 미끄러짐 현상이 발생할 수 있습니다. 또한, 제동 거리가 길어져 사고 위험이 높아집니다. 따라서 타이어 마모가 3mm 이하로 떨어지기 전에 교체하는 것이 안전합니다.구체적으로 타이어 교체 시기를 결정할 때는 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다.타이어의 사용 조건: 험로 주행, 잦은 급제동, 잦은 회전 등의 조건에서는 타이어 마모가 더 빨리 진행될 수 있습니다.타이어의 제조 연도: 타이어는 제조 후 시간이 지날수록 성능이 저하됩니다. 따라서 타이어 제조 연도가 5년 이상 된 경우 교체하는 것이 좋습니다.타이어의 외관 상태: 타이어에 균열, 갈라짐, 찢김 등의 손상이 있는 경우 교체해야 합니다.앞타이어 마모가 3mm 정도 남았다면, 당장 교체하지 않아도 되지만, 곧 교체할 계획을 세우고, 타이어의 상태를 주기적으로 점검하는 것이 좋습니다.
토목공학
Q. 눈이 오는 날 날씨가 덜 추운 것은 무엇 때문인가요?
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.눈이 오는 날 날씨가 덜 추운 이유는 크게 두 가지로 볼 수 있습니다.첫 번째는 승화열 때문입니다. 물이 얼음으로 변하는 과정에서 열이 방출되는데, 이를 승화열이라고 합니다. 눈이 내리는 날에는 대기 중의 수증기가 얼음으로 변하면서 승화열이 발생합니다. 이 승화열은 주변의 공기를 데우는 효과가 있어 날씨가 덜 추워지는 것입니다.두 번째는 구름의 단열효과 때문입니다. 눈이 내리는 날에는 대기 중의 구름이 많아집니다. 구름은 대기의 열을 가두는 단열재 역할을 하기 때문에, 눈이 내리는 날에는 지표면의 열이 대기로 빠져나가는 것을 막아줍니다. 이로 인해 지표면의 온도가 유지되어 날씨가 덜 추워지는 것입니다.특히, 우리나라의 경우 눈이 내리는 날에는 주로 남서쪽이나 서쪽에서 발달한 저기압의 영향을 받습니다. 저기압은 고기압보다 기온이 높기 때문에, 눈이 내리는 날에는 기온이 더 높을 가능성이 높습니다.물론, 눈이 내리는 양에 따라 날씨가 덜 추워지는 정도는 달라질 수 있습니다. 눈이 많이 내리면 승화열이 더 많이 발생하여 날씨가 더 따뜻해질 수 있습니다. 반대로, 눈이 적게 내리면 승화열이 적게 발생하여 날씨가 크게 달라지지 않을 수도 있습니다.