Doctor of Public Health 전상훈입니다
화학
Q. 증기압은 '액체의 양'과 상관 없나요?
안녕하세요. 증기압의 독립성에 대한 질문에 대해, 우리는 액체의 양과 증기압의 관계를 논의해야 합니다. 증기압은 주어진 온도에서 액체와 그 증기 사이에 설정되는 평형 압력을 말합니다. 특히, 증기압은 액체의 화학적 성질과 온도에 의존하지만, 액체의 양에는 의존하지 않습니다. 이 원리는 라울의 법칙과 열역학적 평형 개념에 기반을 두고 있습니다. 액체의 양이 증가하면 증발하는 분자의 수가 많아질 수 있으나, 이는 증발 속도에 영향을 미칠 수 있으며, 증기압에는 직접적인 영향을 주지 않습니다. 증기압은 액체가 있는 공간 내에서 증기 분자가 특정 시점에 도달할 수 있는 최대 압력을 의미하며, 이는 평형 상태에서 결정됩니다. 평형 상태에서는 액체 표면에서 증발하는 분자 수와 증기에서 액체로 응축되는 분자 수가 동일해집니다. 예를 들어, 섭씨 25도에서 물 1리터와 물 10리터가 같은 크기의 용기에 각각 들어 있다면, 각 용기의 증기압은 23.76 torr로 동일합니다. 이는 액체의 양에 관계없이 온도와 액체의 성질에 의해 증기압이 결정되기 때문입니다. 만약 두 용기가 다른 크기라면, 용기의 크기나 형태가 증기압에 영향을 미칠 수 있으나, 액체의 양 자체는 증기압을 변경시키지 않습니다. 따라서, 증기압은 액체의 양과는 무관하며, 주어진 조건에서 액체의 물리화학적 성질에 따라 결정된다는 것을 이해하는 것이 중요합니다.
화학
Q. 사과의 갈변 산화환원 분자식????
안녕하세요. 최대한 이해하기 쉽게 설명해보겠습니다. 너무 어렵다고 느껴지는 부분이나 추가 설명이 필요한 부분은 댓글로 달아주세요. 질문 1 사과의 갈변은 주로 폴리페놀산화효소(Polyphenol oxidase ; PPO)의 작용에 의해 발생합니다. 이 효소는 사과 속 폴리페놀 화합물을 산화시켜 멜라닌과 같은 갈색 색소를 형성합니다. 산화환원 반응식은 : Polyphenol + O₂ → Quinone 이후, 퀴논(Quinone)은 더 큰 분자로 중합되어 갈색의 멜라닌 색소를 형성합니다. * 갈색이 되는 이유 : 사과를 자르면 세포가 손상되고, 폴리페놀산화효소가 폴리페놀 화합물과 산소와 접촉하게 됩니다. 이 때 산소와 반응하여 갈색의 멜라닌을 생성하게 되는데, 이는 사과의 자연 방어 메커니즘의 일부로 볼 수 있습니다. 질문 2 소금물을 사과에 뿌리면 갈변이 방지되는 이유는 소금(NaCl, 나트륨 염화물)에 포함된 이온들이 효소의 활성을 저해하기 때문입니다. 소금물 속 염소 이온(Cl⁻)이 효소의 활동을 직접 막는 것은 아니며, 일반적으로는 Na⁺와 Cl⁻ 이온이 효소의 활동을 방해하여 산화 반응을 느리게 만듭니다. * 황산화물질 여부 : 소금물 자체가 항산화물질은 아닙니다. 다만, 이온의 존재가 효소의 활동을 억제하거나 변화시켜 갈변을 줄일 수 있습니다. 질문 3 갈변된 사과를 먹는 것이 건강에 해로운 주된 이유는 아니지만, 갈변 과정에서 생성된 멜라닌은 산화 스트레스와 관련된 활성산소종을 더 많이 생성할 수 있습니다. 활성산소는 세포에 손상을 주고 노화와 질병을 촉진할 수 있는 자유 라디칼로 작용합니다. 하지만, 일상적으로 섭취하는 갈변된 사과의 양이 이러한 효과를 유의미하게 일으킬 정도로 크지는 않습니다. 따라서, 사과의 갈변은 자연적인 산화 과정의 일부로, 갈변 자체가 반드시 해롭다고 볼 수 없습니다. 갈변된 부분을 제거하고 섭취하는 것도 하나의 방법이지만, 적당량의 갈변된 사과 섭취는 큰 문제가 되지 않습니다. 오히려, 사과의 갈변을 방지하기 위해 사용되는 방법들을 이해하고 적절히 적용하는 것이 더 효율적일 것입니다.
생물·생명
Q. 두꺼비도 개구리처럼올챙이 시절을 거치는지
안녕하세요. 두꺼비는 개구리와 함께 양서류(Amphibia) 분류에 속하며, 생활사에서 올챙이 단계를 거치는 공통적인 특성을 가집니다. 두꺼비의 생활 주기는 알에서 시작해 올챙이를 거쳐 성체가 되는 과정으로 이루어집니다. 이 과정은 생태적으로 중요한 변화를 포함하며, 특히 물속에서의 초기 생활과 육지로의 이동이 포함됩니다. 두꺼비는 주로 봄철에 수생 환경에서 집단적으로 알을 낳습니다. 이 알들은 보통 끈적한 젤리 형태의 물질에 의해 서로 연결되어 있으며, 물속에서 안정적인 환경을 제공받습니다. 알에서 부화한 뒤, 올챙이들은 완전한 수생 생활을 시작하며, 이 시기에는 주로 물속의 유기물을 섭취하면서 성장합니다. 올챙이는 아가미로 호흡하면서 물속에서 생활합니다. 이 단계에서 올챙이는 긴 꼬리와 아가미를 가지고 있으며, 점차로 다리가 발달하기 시작합니다. 올챙이 몸에서는 호르몬의 변화가 일어나며, 이는 변태를 촉진시키는 중요한 신호로 작용합니다. 올챙이에서 성체로의 변태는 두꺼비의 생활사에서 가장 드라마틱한 변화 중 하나로, 물리적 외형 뿐만 아니라 생리적 기능에서도 광범위한 변화가 일어납니다. 변태를 마친 두꺼비는 성체가 되며, 주로 육지에서 생활합니다. 성체 두꺼비는 폐로 호흡하며, 다리를 사용하여 육지에서 자유롭게 이동할 수 있습니다. 도한, 성체 두꺼비는 포식자로서의 역할을 수행하며, 곤충, 지렁이 등 다양한 작은 동물들을 먹이로 삼습니다. 번식기에는 다시 물가로 돌아와 알을 낳으며, 생활 순환을 계속합니다.
생물·생명
Q. 하천변 데크위를 걸어가는데, 크기 2cm가량의 진밤색 곤충이 기어가고 있습니다. 무슨 곤충인가요?
안녕하세요. 사진 속 곤충은 딱정벌레목(딱정벌레과, Coleoptera) 곤충으로 보입니다. 특히 물방개과에 속하는 곤충일 가능성이 큽니다. 물방개는 수서 곤충으로, 하천 근처에서 자주 발견되며, 몸이 단단하고 둥글며 광택이 나는 외형을 가지고 있습니다. 이 곤충은 주로 물속에서 생활하지만, 때로는 물 밖으로 나와 이동하는 경우도 있습니다. 물방개의 몸은 대체로 타원형으로, 앞뒤가 둥글고 유선형의 형태를 가지고 있습니다. 이들은 대개 어두운 색상(갈색, 검정색)을 띠며, 빛에 반사되어 광택이 나는 경우가 많습니다. 몸 전체가 단단한 외골격으로 덮여 있어 외부로부터 보호됩니다. 물방개의 다리는 특히 헤엄을 치기 위해 발달되어 있습니다. 뒷다리는 물을 밀어내기 적합한 구조로, 넓은 평형 형태의 부채 모양으로 되어 있어 물속에서 빠르게 움직일 수 있게 해줍니다. 물방개는 다리를 좌우로 교차시키며 유영하는 독특한 헤엄 방식을 가지고 있습니다. 이 곤충이 하천 근처에서 발견된 점과 외형을 고려했을 때, 물방개일 가능성이 매우 높습니다.
화학
Q. 산화구리(II)의 성질 중 공기 중 수분을 흡수 하는 성질이 있나요?
안녕하세요. 산화구리(II)(CuO)는 공기 중에서 수분을 흡수하는 성질, 즉 흡습성(hyhroscopicity)을 가지지 않습니다. 일반적으로 산화구리(II)는 고체 상태에서 안정적이며, 공기 중의 수분을 흡수하여 변화하는 성질은 없습니다. 따라서 실험관 내부에 맺힌 물기와는 직접적인 관련이 없습니다. 하지만, 실험에서 나타난 물기 현상은 탄소의 산화 환원 반응 과정에서 발생한 물일 가능성이 큽니다. 이 실험에서 산화구리(II)가 탄소에 의해 환원되어 구리로 변환되며, 탄소는 산화되어 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)을 생성할 수 있습니다. 이 반응을 화학 방정식으로 나타내면 다음과 같습니다 : 2CuO + C → 2Cu + CO₂ + H₂O 이 반응에서 산회구리(II)는 탄소에 의해 환원되면서 구리로 전환되고, 이 과정에서 탄소가 산화되어 이산화탄소와 물이 생성됩니다. 가열된 실험관 내에서 이 물이 응결하여 실험관의 표면에 물기가 맺히는 현상을 관찰할 수 있습니다. 따라서 실험 중 나타난 물기는 산화구리(II)나 탄소의 수분 흡수 성질 때문이 아니라, 산화 환원 반응 과정에서 생성된 물일 가능성이 높습니다.