물 표면에 방울이 생기는 이유가 뭔가요?

Question

비눗물에 잘 생기는 것을 보면 방울은 중성일때보다 염기나 산성일때 자주 생기는 건가요? 왜 생기는지 아시는 분은 답변 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요.

물 표면에 방울이 생기는 현상은 표면장력(surface tension)과 관련이 깊습니다. 표면장력이란 물 같은 액체의 표면이 스스로를 최소한의 표면적으로 유지하려는 성질을 말합니다. 이는 물 분자 사이의 인력, 수소 결합에 의해 발생합니다.
비눗물에서 방울이 잘 형성되는 이유는 비누 분자가 물의 표면장력을 낮추기 때문입니다. 비누 분자는 한쪽 끝이 수성(물을 좋아하는)이고 다른 한쪽 끝이 소수성(물을 싫어하는)인 양성자인 구조를 가지고 있습니다. 이 소수성 끝이 물 분자들 사이로 들어가 표면장력을 감소시키므로, 물의 표면이 더 유연해져 방울이 형성되기 쉽습니다.
방울의 형성이 산성이나 염기성 환경에서 더 잘 일어나는 것은 그 환경이 비누 분자의 효과를 증가시킬 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 분자의 수성 끝이 이온화되어 더 많은 수소 결합을 형성할 수 있고, 이는 물의 표면장력을 더욱 감소시킬 수 있습니다. 또한, pH가 특정 수치에 도달하면 일부 비누 분자가 더 잘 용해되거나 활서오하되어 표면장력을 더욱 낮추는 것이 가능합니다.