학문
밤하늘의오로라
왜 같은 양의 소금이라도 굵기에 따라 녹는 속도가 다를까?
안녕하세요. 잘게 간 소금은 빨리 녹고, 굵은 소금은 천천히 녹는 것을 볼 수 있습니다. 왜 동일한 양의 소금이라도 굵기에 따라 녹는 속도가 다른 것인가요? 단순히 굵기가 작아서인 것인지, 표면적과 용해 속도는 어떤 관계를 가지는지 궁금합니다.
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
같은 양의 소금이라도 입자가 작을수록 더 빨리 녹는 이유는 표면적 증가가 용해 속도에 영항을 미치기 때문입니다. 소금이 물에 녹는다는 것은, 고체 상태의 소금 결정에서 나트륨 이온과 염화 이온이 분리되어 물 분자 사이로 퍼져 나가는 과정을 의미합니다. 이 과정은 소금 전체가 한꺼번에 사라지는 것이 아니라, 결정의 표면에서부터 조금씩 이온이 떨어져 나오는 방식으로 진행되는데요 즉, 용해는 항상 고체의 표면에서만 일어납니다. 이때 같은 질량의 소금에 대해서 굵은 소금은 입자 수는 적지만, 각 입자의 크기가 크고 잘게 간 소금의 경우에는 입자 수는 많고, 각 입자의 크기가 작습니다. 이때 중요한 점은 전체 표면적의 합인데요 소금을 잘게 부술수록, 각 입자의 표면이 새롭게 드러나면서 전체 표면적은 기하급수적으로 증가합니다. 같은 양이라도 잘게 간 소금이 물과 접촉하는 면적은 굵은 소금보다 훨씬 큽니다. 또한 용해는 표면에서만 일어나기 때문에, 표면적이 클수록 동시에 이온이 빠져나갈 수 있는 출입구가 많아지게 되는 것이며 그 결과 용해 속도가 빨라집니다. 또한 용해 속도는 고체와 용매가 접촉하는 표면적, 표면 근처의 농도 구배, 용질이 용매 속으로 확산되는 속도에 의해 결정되는데요 이 중 입자 크기는 표면적에 직접적으로 영향을 줍니다. 잘게 간 소금은 표면적이 커서, 단위 시간당 더 많은 이온이 물속으로 이동할 수 있고, 물속으로 빠져나간 이온은 빠르게 확산되어 주변 농도를 낮춥니다. 그러면 다시 표면에서 이온이 더 빠져나올 수 있는 조건이 유지됩니다. 반대로 굵은 소금은 표면적이 작아, 표면 근처에 이온이 쌓이기 쉬워지고, 이로 인해 용해 속도가 자연스럽게 느려지는 것입니다. 감사합니다.