안녕하세요.
활성탄은 코코넛 껍질이나 석탄을 고온에서 태워 만든 다공성 물질로, 표면적이 테니스장 하나 크기에 달할 만큼 넓고 미세한 구멍들이 촘촘히 뚫려 있어요. 이 구멍 속으로 분자가 들어가 표면에 달라붙는 현상을 흡착이라고 하는데, 모든 분자가 똑같이 붙는 게 아니라 분자의 크기와 극성, 그리고 활성탄 표면과의 친화력에 따라 선택적으로 걸러진답니다.
예를 들어 물속에 염소 소독 부산물인 트리할로메탄과 물 분자가 함께 있다고 해볼게요. 트리할로메탄은 소수성이 강해서 물에 밀려나듯 활성탄 표면에 잘 달라붙지만, 물 분자는 극성이 커서 활성탄과 친화력이 약해 대부분 그냥 통과해요. 또한 분자 크기가 활성탄의 미세 기공보다 너무 크면 구멍 안으로 들어가지 못해 흡착되지 않고, 반대로 너무 작으면 구멍을 빠져나가 버리기도 해요. 그래서 정수장에서는 염소를 먼저 투입한 뒤 활성탄을 통과시키는데, 잔류 염소가 활성탄 표면을 산화시켜 흡착 능력을 떨어뜨리지 않도록 전처리 과정을 꼭 거친답니다.
결국 활성탄 흡착은 단순한 체가 아니라 분자 간 인력과 기공 구조가 함께 작용해 특정 물질을 우선적으로 붙잡는 원리라고 이해하시면 되겠어요.
감사합니다.