학문
왜 수돗물에서는 전류가 잘 통하나요?
안녕하세요. 일반적으로 그냥 물에서는 전기가 통하지 않는 것이라고 알고 있습니다. 동일한 물인데도 왜 증류수는 거의 전기가 통하지 않고 수돗물의 경우에는 전기가 잘 통하는지 궁금합니다.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
증류수와 수돗물이 전기를 통하는 정도가 다른 이유는 물 속에 존재하는 이온의 양에 있습니다.
순수한 물은 사실상 전기를 잘 통하지 않습니다. 물 분자는 전기적으로 중성이며, 극히 일부만이 자연적으로 이온화되어 H⁺와 OH⁻ 이온을 만듭니다. 하지만 그 농도는 매우 낮아 전류를 흐르게 하기에는 부족합니다. 그래서 증류수처럼 불순물이 거의 없는 물은 절연체에 가까운 성질을 보입니다.
반면 수돗물은 자연적으로 여러 가지 물질이 녹아 있습니다. 지하수를 정수해 공급하는 과정에서 칼슘(Ca²⁺), 마그네슘(Mg²⁺), 나트륨(Na⁺), 염화물(Cl⁻) 같은 이온들이 남아 있게 됩니다. 이온은 전하를 띠고 있기 때문에 전기장이 걸리면 이동하면서 전류를 전달할 수 있습니다. 즉, 수돗물은 이온이 풍부하여 전기가 잘 흐르는 전해질 용액이 되는 것입니다.
따라서 증류수는 이온이 거의 없어 전류가 흐르지 않고, 수돗물은 다양한 이온이 녹아 있어 전류가 잘 흐른다고 설명할 수 있습니다. 이 때문에 우리가 일상에서 접하는 물은 대부분 전기가 잘 통하며, 전기와 접촉했을 때 위험할 수 있는 것입니다.
안녕하세요.
증류수에 비해서 수돗물에서 전류가 잘 통하는 이유는 두 물이 동일한 물처럼 보여도 증류수와 수돗물의 전기 전도성은 근본적으로 다르기 때문입니다. 우선 전기는 물 분자 자체를 통해 흐르는 것이 아니라, 물속에 녹아 있는 이온을 통해 흐르는데요 즉, 전류가 흐르기 위해서는 자유롭게 이동할 수 있는 전하 운반체가 필요한데, 물 분자 그 자체는 전하를 거의 운반하지 못합니다. 이때 증류수란 물을 끓여 수증기로 만든 뒤 다시 응축시켜 얻은 물로, 이 과정에서 대부분의 염류, 금속 이온, 불순물이 제거되기 때문에 이론적으로는 H₂O 분자만 남아 있는 상태입니다. 순수한 물은 스스로 약간 이온화되어 수소 이온과 수산화 이온을 만들기는 하지만, 그 농도가 극도로 낮으며, 따라서 전하를 옮길 수 있는 입자의 수가 거의 없고, 결과적으로 전류가 거의 흐르지 않는 것처럼 보이게 됩니다.
반면 수돗물은 상황이 완전히 다른데요, 수돗물은 인체에 필요한 미네랄을 포함하고 있으며, 관을 통과하는 과정에서도 다양한 물질이 녹아듭니다. 대표적으로 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 나트륨 이온, 염화 이온, 탄산 이온 등이 물속에 용해되어 있고 이 이온들은 모두 전하를 띠고 있으며, 전기장이 걸리면 한쪽 방향으로 이동할 수 있습니다. 따라서 전극을 물에 담그고 전압을 걸면, 양이온은 음극 쪽으로, 음이온은 양극 쪽으로 이동하는데 이 이온의 집단적인 이동이 바로 전류입니다. 게다가 전도성의 차이는 얼마나 잘 통하느냐의 문제인데요, 증류수도 이론적으로는 아주 미세한 전류가 흐르지만, 그 값이 극도로 작기 때문에 실생활에서는 거의 전기가 안 통하는 것처럼 취급되는 것입니다. 감사합니다.