주전자 바닥에 생긴 하얀 때(석회석)를 제거하기 위해 구연산이나 식초를 넣고 끓이면, 산과 염기성 탄산칼슘이 반응하여 이산화탄소 가스로 녹아 나가는 원리가 무엇인가요?

Question

주전자 바닥에 생긴 하얀 때(석회석)를 제거하기 위해 구연산이나 식초를 넣고 끓이면, 산과 염기성 탄산칼슘이 반응하여 이산화탄소 가스로 녹아 나가는 원리가 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

주전자 바닥에 생기는 하얀 때의 정체는 물속의 칼슘 성분이 가열되면서 침전되어 단단하게 굳어진 탄산칼슘입니다. 이 탄산칼슘은 염기성을 띠는 일종의 석회석 성분이기 때문에, 산성 물질인 구연산이나 식초를 활용하여 화학 반응을 유도하면 물에 녹여 쉽게 제거할 수 있습니다.

​염기성인 탄산칼슘에 산성을 띠는 구연산이나 식초를 넣고 가열하면 두 물질이 만나 격렬한 산 염기 중화 반응을 일으킵니다. 산성 용액 속의 수소 이온이 탄산칼슘의 탄산 이온과 결합하면서 열적으로 불안정한 탄산 성분을 형성하게 됩니다.

​이 탄산은 주전자가 끓는 높은 온도에서 매우 쉽게 분해되는 특성이 있어 물과 이산화탄소 기체로 빠르게 쪼개집니다. 이 과정에서 딱딱하게 뭉쳐 있던 석회석 구조가 무너지며 탄산 성분이 이산화탄소 가스로 변해 거품을 내며 공기 중으로 날아가 버립니다.

​동시에 탄산칼슘에 묶여 있던 칼슘 이온은 구연산이나 아세트산 이온과 반응하여 물에 아주 잘 녹는 염 상태로 변하게 됩니다. 결론적으로 주전자 바닥의 단단한 하얀 때는 산과의 화학 반응을 통해 눈에 보이지 않는 이산화탄소 가스와 물에 잘 녹는 성분으로 분해되어 물에 깨끗하게 녹아 나가는 원리입니다.