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수려한집게벌레191
물세탁이 어려운 옷을 드라이클리닝할 때 사용하는 유기 용제가 기름때를 제거하는 원리를 상분별 원리로 설명해주세요.
물세탁이 어려운 옷을 드라이클리닝할 때 사용하는 유기 용제가 기름때를 제거하는 원리를 '상분별(Like dissolves like)' 원리로 설명해주세요.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
유기 용제가 기름때를 제거하는 과정을 이해하려면 먼저 분자 사이의 친밀함을 결정하는 성질인 극성을 살펴봐야 합니다. 우리 주변의 물질은 크게 물과 잘 섞이는 극성 물질과 기름과 잘 섞이는 비포함성 또는 무극성 물질로 나뉩니다. 상분별의 원리는 분자 구조나 성질이 서로 비슷한 것끼리 잘 섞이고 용해된다는 화학적 법칙을 의미합니다.
일반적으로 우리가 입는 옷에 묻는 오염물 중 피지나 식용유, 화장품 등은 대부분 무극성 성질을 띠는 기름때입니다. 물은 대표적인 극성 용매이기 때문에 무극성인 기름 분자와 서로 밀어내는 성질이 있어 일반적인 물세탁만으로는 이러한 오염을 깨끗이 제거하기 어렵습니다.
반면 드라이클리닝에 사용하는 용제는 석유계 화합물이나 퍼클로로에틸렌 같은 유기 화합물로, 이들은 기름과 똑같은 무극성 성질을 가지고 있습니다. 세탁기에 옷을 넣고 유기 용제를 투입하면, 용제 분자들이 옷감 사이에 스며든 기름때 분자들을 자기와 비슷한 친구로 인식하여 강하게 끌어당깁니다.
이 과정에서 유기 용제 분자들이 기름때 분자들 사이를 비집고 들어가 결합을 끊어내고, 기름 성분을 용제 안으로 녹여내어 함께 씻겨 내려가게 만듭니다. 결국 상분별 원리에 따라 성질이 같은 유기 용제가 기름을 선택적으로 녹여냄으로써 물을 사용하지 않고도 옷감을 보호하며 오염을 효과적으로 제거하게 되는 것입니다.
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채택된 답변안녕하세요. 정철 박사입니다.
유기 용제의 경우 물과 세제만으로 제거가 안되는 물질을 녹여 없애는것으로 유사한 성분이나 구조 또는 유사한 극성 비극성을 가지기 때문에 제거가 되는것입니다
안녕하세요.
드라이클리닝은 물을 거의 사용하지 않고 유기 용제를 이용해 옷에 묻은 기름때나 화장품, 피지 같은 오염물을 제거하는 세탁 방식입니다. 물세탁이 어려운 울, 실크, 정장 원단 등에 많이 사용되는데요, 이때 핵심이 되는 원리는 말씀해주신 화학에서 말하는 비슷한 성질끼리는 잘 섞인다는 상분별 원리에 있습니다.
흔히 사용하는 물은 물 분자 사이에 전하 분포가 있는 극성 용매인데요, 소금과 설탕처럼 극성을 가진 물질은 잘 녹이지만, 기름처럼 무극성 성질이 강한 물질은 잘 녹이지 못합니다. 옷에 묻는 피지, 화장품, 식용유 같은 얼룩은 대부분 지방이나 탄화수소 계열 성분이 많아서 무극성 또는 약한 극성을 띠는 경우가 많으며, 물세탁만으로는 완전히 제거되지 않는 경우가 많습니다. 반면 드라이클리닝에 사용되는 유기 용제는 기름 성분과 비슷한 분자적 성질을 가진 경우가 많은데요, 예를 들어 과거에는 퍼클로로에틸렌 같은 용제가 널리 사용되었습니다. 이런 유기 용제는 상대적으로 무극성 또는 유기물 친화적인 성질을 가지고 있어서 기름 분자들과 잘 섞일 수 있습니다. 즉 옷에 묻은 기름때 분자들끼리 서로 뭉쳐 있던 상태에서, 유기 용제가 들어오면 분자 간 인력이 재배열되는데요, 기름 분자들이 원래 얼룩 형태로 뭉쳐 있기보다, 성질이 비슷한 유기 용제 속으로 퍼져 들어가 녹아버리게 됩니다. 이것이 극성은 극성과, 무극성은 무극성과 잘 섞인다는 상분별 원리입니다. 이때 또한 물세탁이 어려운 섬유는 물을 만나면 수축하거나 형태가 변형될 수 있는데요, 유기 용제는 섬유 내부의 수소 결합 구조를 물처럼 크게 교란하지 않는 경우가 많아 옷감 손상을 줄이면서 오염물만 선택적으로 제거할 수 있습니다. 감사합니다.