안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
Q. 삼플루오르화염소는 어디에 담고 어떻게 옮기는건가요??
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.삼플루오르화염소(ClF₃)는 화학적으로 매우 반응성이 강하고 극도로 부식성이 높기 때문에 취급이 매우 어렵습니다. 삼플루오르화염소는 일반적인 재료들을 모두 부식시키므로, 특별히 설계된 장비가 필요합니다. 이러한 용기는 특수 합금으로 코팅된 스테인리스강이나 불소계 화합물로 처리된 내부를 가지고 있습니다. 이런 재료는 ClF₃의 부식 및 반응성을 견딜 수 있는 유일한 방법입니다.또한 이 물질은 극도로 위험하기 때문에 전문적인 규정과 절차에 따라 운송됩니다. 압력 용기 내부에 완전히 밀폐된 상태로 저장하며 운송 중 안정성을 위해 저온 환경에서 관리해야 합니다. ClF₃는 상온에서 끓기 때문에 온도 조절이 필수적입니다.운송 과정에서 진동이나 외부 충격을 최소화하기 위한 고급 보호 장비 사용하고 특별히 훈련받은 전문가와 엄격한 규정 아래에서만 취급해야 학니다.나사에서는 ClF₃를 로켓 연료 산화제로 고려했지만, 이 물질의 폭발 위험성과 취급의 어려움 때문에 결국 실용화되지 않았습니다. ClF₃는 반응성이 뛰어나 산소보다 훨씬 강력한 산화제로 작동하지만, 이로 인해 너무 위험하다는 판정을 받아서 입니다.
Q. 물은 전기적으로 중성이지만 수소 이온과 수산화 이온이 동시에 존재한다고 하는데요
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.물의 이러한 성질은 자동 이온화라고 부릅니다. 이는 물 분자가 일부 분해되어 수소 이온(H⁺, 또는 정확히는 H₃O⁺)과 수산화 이온(OH⁻)을 생성하는 현상입니다. 이 때문에 물은 매우 약한 산성과 염기성을 동시에 가지며, pH가 7인 중성 상태를 유지합니다.일상 생활에서 자동 이온화와 관련된 예시로 물의 자동 이온화는 우리가 산성 또는 염기성을 판단하는 기초가 됩니다. pH가 낮으면 산성, 높으면 염기성인 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 화장품의 산도 또는 풀의 pH를 측정하는 데 사용됩니다.또한 순수한 물은 매우 낮은 전기 전도도를 가지고 있지만, 자동 이온화로 인해 미세한 전류를 흐르게 할 수 있습니다. 이는 물의 전기적 성질을 이용하는 다양한 실험에 활용됩니다.물은 다양한 화학 반응에서 매개체로 사용되며, 이러한 반응은 종종 자동 이온화 덕분에 가능해집니다. 예를 들어, 산과 염기가 물에 녹았을 때 중화 반응이 일어나는 경우입니다.
Q. 왜 산소나 질소보다 이산화탄소가 적외선을 잘 흡수하나요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.분자 구조가 적외선 흡수와 밀접하게 연관되는 이유는 진동 모드와 관련이 있습니다. 적외선은 분자 내의 결합을 진동시킬 수 있는 특정 에너지를 가지고 있는데, 분자의 구조에 따라 이러한 진동 모드가 가능할지, 가능하다면 어떤 방식으로 가능한지가 결정됩니다.산소(O₂)와 질소(N₂)의 경우 이들 분자는 대칭형 이원자 분자로, 양쪽에 동일한 원자가 결합되어 있습니다. 이 대칭 구조는 전기적인 극성(즉, 분자의 부분 간에 전하 분포의 불균형)을 만들어내지 않으므로, 전자기 복사인 적외선을 효과적으로 흡수할 능력이 없습니다. 쉽게 말해, 적외선이 이 분자의 결합을 진동시키려 해도 적절한 흡수 매커니즘이 없다는 뜻입니다.이산화탄소(CO₂)의 경우 CO₂는 선형 대칭 구조(O=C=O)를 가지고 있지만, 이 분자는 여러 가지 진동 모드를 가질 수 있습니다. 두 산소 원자가 동시에 안팎으로 이동하거나, 한 산소 원자는 안으로, 다른 하나는 바깥으로 이동하여 진동 모드를 가집니다. 이러한 진동 모드 중 일부는 적외선 파장의 에너지와 정확히 일치하며, 특히 CO₂는 특정 파장 범위(2,000~15,000nm)의 적외선을 강하게 흡수할 수 있습니다.결론적으로, 분자 구조와 결합 방식은 어떤 진동 모드가 활성화될 수 있는지 결정하며, 적외선 흡수 여부를 좌우합니다. 따라서 산소와 질소는 진동 모드가 활성화되지 않아 적외선을 잘 흡수하지 않는 반면, 이산화탄소는 다양한 진동 모드를 통해 적외선을 흡수할 수 있게 되는 것입니다.
Q. 플라스틱은 물에서는 분해가 잘되는건가요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.플라스틱이 환경 속에서 잘 분해되지 않는다는 것은 일반적으로 대형 플라스틱 조각이나 원형 그대로의 물질이 미생물이나 자연 요인에 의해 쉽게 분해되지 않는다는 점을 의미합니다. 그러나 미세플라스틱의 경우 다르게 생각할 수 있습니다.페트병에서 미세플라스틱이 검출되는 주요 이유는 플라스틱의 특정 조건에서 물리적, 화학적 변화를 겪기 때문입니다. 그 이유로 페트병이 높은 온도에 노출되면 플라스틱의 구조가 변하면서 미세입자가 물에 섞일 수 있습니다. 또한, 물을 담고 이동시키는 과정에서 아주 작은 미세플라스틱 입자가 물로 유입될 수 있습니다. 플라스틱 안에 포함된 첨가제들이 물과 반응하면서 플라스틱 구조가 약화될 수도 있습니다.따라서 미세플라스틱이 페트병 속 물에서 몇 주 안에 발생하는 것은 플라스틱 자체가 잘게 분해된다는 뜻이라기보다 특정 조건에서 일어나는 표면 수준의 변화로 인해 생기는 현상입니다. 하지만 자연 속에서 플라스틱이 완전히 분해되려면 수백 년 이상이 걸리는 경우가 많습니다.
Q. 자동차 배터리에 불이 붙으면 물로 끄지 못하는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.전기 자동차 배터리에 불이 붙었을 때 물로 끄기 어려운 이유는 배터리의 특성과 화재의 성질 때문입니다. 전기차 배터리는 주로 리튬이온 배터리를 사용하는데, 이 배터리는 화재가 발생하면 "열폭주"라는 현상이 일어날 수 있습니다. 열폭주는 배터리 내부에서 발생한 열이 다른 셀로 전파되며 연쇄적으로 고온을 만들어내는 현상입니다.물로 화재를 끄는 일반적인 방법은 열을 낮추거나 산소 공급을 차단하는 것입니다. 그러나 전기차 배터리 화재의 경우, 배터리 내부에서 발생하는 화학 반응으로 인해 산소가 자체적으로 생성되므로 산소를 차단하기 어렵습니다. 또한 배터리가 차체 하부에 위치해 있어 물이 직접적으로 닿기 어려운 구조적 문제도 있습니다.이러한 이유로 전기차 화재를 진압하려면 특수한 소화제나 배터리를 완전히 담글 수 있는 대형 수조를 사용하는 방법이 필요할 때가 있습니다. 전기차 화재는 일반적인 화재와는 다른 접근 방식이 요구되므로, 안전한 대처가 중요합니다