음주 측정기의 색상이 변하는 원리가 궁금합니다.

Question

과거 경찰이 사용하던 풍선형 음주 측정기는 운전자가 숨을 불어넣으면 내부의 화학 물질 색깔이 주황색에서 녹색으로 변하는 것을 보고 혈중알코올농도를 판별했는데, 어떻게 하여 색상이 변하는지 그 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

과거 경찰이 사용하던 풍선형 음주 측정기는 운전을 하시는 분이시라면 한 번 쯤은 불어 보셨을 것입니다. 측정기의 색상 변화는 산화-환원 반응을 이용한 것입니다. 운전자가 내쉰 숨 속에 포함된 알코올 분자가 측정기 내부의 시약과 만나 전자를 주고받으면서, 시약의 화학적 구조와 색상이 변하는 원리입니다.

알코올을 마신 사람의 날숨에는 휘발성이 강한 에탄올 기체가 섞여 있습니다. 이 숨을 기기에 불어넣으면 에탄올 분자는 강력한 산화제인 다이크로뮴산 이온과 만나 수소 이온과 전자를 빼앗기며 산화됩니다. 에탄올은 중간 단계인 아세트알데하이드를 거쳐 최종적으로 아세트산으로 변합니다. 에탄올이 방출한 전자는 다이크로뮴산 이온이 흡수할 때 주황색 크로뮴 이온이 전자를 받아들여 크로뮴(III) 이온으로 환원됩니다. 이 온이 짙은 녹색을 띠기 때문에 육안으로 색상 변화가 관찰되는 것입니다.

참고로 현재의 음주 측정기는 디지털 방식으로 운전자의 날숨에서 나온 알코올 분자는 백금 전극의 양(+)극에 달라붙으며 산화 반응 합니다. 이때 알코올은 산화 반응 하며 전극에 전자를 전해주고 전류를 흐르게 하죠. 결국, 날숨 속에 알코올 분자가 많으면 많을수록 전류의 세기가 세지며, 이를 통해 혈중알코올 농도를 측정합니다.