Doctor of Public Health 전상훈입니다
화학
Q. 2.5L짜리 Pet 재질 투명 물통에 물 채워서 냉장고에 보관해서 마시고 있는데 몸에 괜찮겠죠?
안녕하세요. PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 재질의 물통을 사용하여 정수된 물을 냉장고에 보관하는 것은 일반적으로 안전하다고 평가됩니다. PET는 식품용 포장재로 자주 사용되는 고분자 화합물로, 상온에서 상대적으로 안정된 특성을 지닙니다. 특히, 냉장 상태에서의 보관은 고분자 구조의 변화를 최소화하고 화학적 분해를 억제하는 환경을 제공하기 때문에, 장기적인 건강 문제를 일으킬 가능성은 매우 낮습니다. 그러나 이와 같은 조건 하에서도 환경 호르몬(Endorine Disrupting Chemicals, EDCs)이나 기타 미량의 유해물질이 방출될 수 있다는 우려가 있으며, 이 중 대표적인 물질로는 프탈레이트(phthalates) 및 안티몬(Sb) 등이 있습니다. 프탈레이트는 가소제로 사용될 수 있으며, 미량의 유출이 발생할 수 있으나, 이러한 유출은 주로 고온 환경에서 나타나기 때문에 냉장고와 같은 저온에서의 보관 시에는 거의 문제가 되지 않습니다. 물통을 정기적으로 청소하지 않으면 세균과 미생물의 번식 가능성도 높아질 수 있습니다. PET 물질 자체는 세균에 대한 저항성이 높지만, 물통 내부에 축적된 수분이 미세한 오염원의 번식을 유발할 수 있습니다. 특히, 물을 채우고 보관하는 과정에서 손이 닿는 부분이나 공기 중에 노출된 표면에 세균이 축적될 가능성이 있기 때문에, 물통의 위생 관리가 필수적입니다. 이러한 위생 관리를 위해서는 매주 한 번 정도 물통을 비우고 따뜻한 물과 중성 세제를 사용하여 세척하는 것이 권장됩니다. 물통을 세척한 후에는 완전히 건조시키는 것이 중요하며, 이를 통해 물통 내부의 미세한 오염물질과 세균 번식을 방지할 수 있습니다.
화학
Q. 아보가드로수 측정 실험에서 사슬길이가 줄어들면?
안녕하세요. 아보가드로수 측정 실험에서 탄화수소 사슬길이가 줄어들면 오차율이 높아지는 이유는, 주로 분자의 배열 및 물리적 특성에 따른 표면에서의 불안정성 때문입니다. 탄화수소 사슬길이가 짧아지면, 분자들이 표면에 안정적으로 배열되기 어렵고, 이는 실험에서 측정되는 층의 두께에 영향을 미쳐 오차가 발생할 가능성이 높아집니다. 이 실험은 주로 매우 얇은 단분자막(monolayer)을 형성하는 기름 분자의 두께를 측정함으로써 아보가드로수를 추정하는 방식을 사용합니다. 이때 탄화수소 사슬의 길이는 매우 중요한 역할을 합니다. 사슬이 길수록, 분자들이 안정적으로 표면에 평평하게 배열되며, 그에 따른 단분자막의 두께 측정이 정확해집니다. 그러나 사슬이 짧아지면 분자 간의 상호작용이 약해지고, 표면에서의 배열이 불안정해지며, 이는 실험 결과에 불확실성을 가져오게 됩니다. 특히 짧은 탄화수소 사슬은 더 쉽게 꼬이거나 접혀 있는 상태로 배열될 수 있습니다. 이는 표면에 분자들이 완전히 펼쳐지지 않은 상태로 존재할 가능성을 높이고, 이러한 상태에서는 측정되는 두께가 실제보다 두꺼워질 수 있습니다. 즉, 분자들이 불안정하게 배열되면 측정되는 층의 높이가 커질 수 있으며, 이는 실험에서 오차를 유발하는 중요한 요인이 됩니다. 또한, 사슬길이가 짧아지면 분자의 표면 장력이나 인력(intermolecular forces)이 감소하기 때문에 단분자막이 완전하게 형성되지 않을 가능성도 있습니다. 이는 측정에서 오차율이 증가하는 원인이 됩니다. 이러한 배열의 불안정성으로 인해 측정된 막의 두께가 일관성이 없고, 결과적으로 아보가드로수의 추정값에 큰 오차를 유발하게 됩니다.
화학
Q. 바닷가에서는 왜 자동차의 부식이 빨리 일어나나요??
안녕하세요. 바닷가 근처에서 자동차의 부식이 더 빨리 일어나는 현상은 주로 바닷물에 포함된 염분(염화나트륨, NaCl)과 바람에 의해 운반된 염분이 공기 중으로 확산되기 때문입니다. 이러한 염분은 자동차 금속 표면에 부착되어 부식 과정을 가속화하는데, 이는 금속의 산화 반응이 촉진되기 때문입니다. 이 과정은 특히 습도가 높거나 온도가 적절할 때 더욱 심화됩니다. 바닷가에서는 이러한 조건이 충족되기 쉽기 때문에 부식이 빠르게 진행됩니다. 금속의 부식은 기본적으로 산화 반응입니다. 자동차의 금속 표면이 공기 중의 산소와 만나면서 산화철(Fe₂O₃)이 형성되는데, 염분은 이 반응을 촉매 역할을 하여 가속화합니다. 특히, 염화나트륨이 물과 결합하면 전해질로 작용하여 금속과 산소 사이의 전자 이동을 촉진시키는 역할을 합니다. 이는 전기화학적 부식 반응을 더욱 빠르게 진행시키며, 결과적으로 철의 산화가 더 빠르게 진행됩니다. 바닷가에서 자동차가 부식되는 이유는 바다 근처 공기 중에 떠다니는 염분이 금속 표면에 쌓이면서 전기전도도가 높아지고, 이로 인해 산화가 가속화되기 때문입니다. 이와 같은 이유로 자동차가 바닷물에 직접적으로 닿지 않더라도 공기 중 염분에 의해 부식이 촉진됩니다. 부식을 예방하기 위한 방법으로는 먼저, 자동차 외부에 방청제(rustinhibitor)를 도포하는 방법이 효과적입니다. 방청제는 금속 표면에 보호막을 형성하여 염분이나 습기가 금속에 직접 닿는 것을 방지합니다. 금속 표면에 보호막을 형성하여 염분이나 습기가 금속에 직접 닿는 것을 방지합니다. 두번째로, 세차 주기를 자주 유지하는 것이 중요합니다. 바닷가 근처에서는 염분이 공기 중에 많이 포함되어 있기 때문에, 자주 세차하여 금속 표면에 염분이 쌓이는 것을 방지하는 것이 필요합니다. 끝으로, 차체 하부에 언더코팅(undercoating)을 적용하는 것도 매우 유용합니다. 언더코팅은 하부의 금속 부위를 보호하여 염분과 습기가 침투하지 않도록 막는 방법으로, 바닷가에서의 부식 방지에 효과적입니다.
화학
Q. 통밀가루 콩류등 곡식은 전부 산성식품인가요
안녕하세요. 통밀가루와 콩류 등의 곡류가 체내에서 산성식품으로 작용하는지에 대한 질문은, 식품의 대사과정에서 체액에 미치는 영향을 중심으로 보아야 합니다. 이는 '식품의 산성-알칼리성 지수'로 알려진 개념으로, 특정 식품이 소화되고 대사된 후 체내에서 남기는 재(ash) 성분의 특성에 따라 산성 또는 알칼리성으로 분류됩니다. 통밀가루는 전통적으로 곡류에 속하는데, 대부분의 곡류는 체내에서 산성 대사를 유발하는 것으로 평가됩니다. 이러한 평가의 근거는 통밀가루가 단백질과 인, 황 등의 성분을 포함하고 있기 때문입니다. 이들 성분이 대사될 때 체액의 pH를 낮추는 산성 반응을 촉진하며, 이는 체내에서의 산성화 현상과 연결됩니다. 콩류의 경우는 다소 복잡합니다. 콩류는 그 종류에 따라 산성 또는 알칼리성으로 대사될 수 있습니다. 예컨데, 대두(soybeans)는 상대적으로 높은 단백질 함량과 미네랄 성분으로 인해 체내에서 산성식품으로 분류됩니다. 그러나 일부 콩류, 특히 강낭콩이나 병아리콩은 알칼리성식품으로 분류될 수 있습니다. 이는 콩류의 성분 구성에 따라 체내 대사 산물이 달라지기 때문입니다. 백미나 설탕과 같은 정제된 탄수화물 같은 식품은 특히 체내에서 산성 대사를 유발하는 경향이 있습니다. 이는 정제 과정에서 필수 영양소가 대부분 제거되고, 탄수화물 자체가 체내에서 빠르게 분해되면서 산성 부산물을 남기기 때문입니다. 반면 통곡물은 이러한 정제 탄수화물에 비해 다소 완만한 산성화 효과를 보일 수 있습니다. 네이버 검색 결과에서 산성식품과 알칼리성식품에 대한 상충된 정보는, 특정 식품의 pH나 체내 대사 후 남는 산성 잔여물의 기준이 명확히 구분되지 않기 때문에 발생합니다. 예컨데, 레몬은 그 자체로는 산성이나, 체내에서 대사된 후 알칼리성을 띠는 대표적인 사례입니다. 따라서 이러한 구분은 식품의 대사 후 효과에 초점을 맞춰야 합니다.
화학
Q. 용암은 도대체 왜 분출하는 건가요.?
안녕하세요. 용암이 분출하는 이유는 주로 지구 내부에서 발생하는 지질학적 활동과 관련이 있습니다. 지구 내부는 매우 뜨겁고, 그곳에서의 열과 압력이 용암(마그마)을 형성합니다. 마그마는 지구의 맨틀층에서 생성되며, 그 열과 압력은 주변의 암석을 녹이면서 부피를 팽창시킵니다. 이때 마그마는 가벼워져 지각을 뚫고 상승하게 되는데, 이것이 용암 분출의 기본 메커니즘입니다. 용암이 분출되는 주요 원인은 압력입니다. 지구 내부의 압력은 매우 강하고, 그 압력은 지각의 약한 부분이나 균열을 통해 해소되려 합니다. 지구 표면에 가까워질수록 압력이 감소하면서 마그마에 녹아 있던 가스(주로 이산화탄소와 수증기)가 분리되어 팽창하게 됩니다. 이러한 가스가 마그마 속에서 거품을 만들며 압력을 높이고, 그 압력이 한계에 도달하면 결국 폭발적으로 분출하게 되는 것입니다. 온도 또한 중요한 역할을 하지만, 마그마가 단순히 끓어서 분출하는 것은 아닙니다. 마그마는 매우 높은 온도에서 액체 상태를 유지하며, 이때 지각의 균열을 통해 상승하면서 가스와의 상호작용이 폭발적인 분출을 유발하게 되는 것입니다. 마치 탄산음료 병을 흔들었을 때 가스가 병을 뚫고 나오면서 터지는 것과 비슷한 원리입니다.