과자 봉지나 김 봉지 안에 함께 들어 있는 실리카겔 습기 제거제가 주변 공기 중의 수증기 분자를 포집하여 바삭한 상태를 오랫동안 유지해 주는 화학적 제습 원리는 무엇인가요?

Question

과자 봉지나 김 봉지 안에 함께 들어 있는 실리카겔 습기 제거제가 주변 공기 중의 수증기 분자를 포집하여 바삭한 상태를 오랫동안 유지해 주는 화학적 제습 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

실리카겔이 수분을 흡수하는 원리는 수많은 나노 구멍을 이용한 물리적 흡착과 '모세관 응축 현상 때문입니다. 성분이 수분과 직접 반응해 다른 물질로 변하는 화학 반응이 아니라, 겉면의 구조적 특성을 활용해 공기 중 수증기를 가두는 방식입니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.

실리카겔은 이산화규소 분자가 엉켜 형성된 삼차원 망상 구조의 물질로 내부에는 눈에 보이지 않는 무수한 미세 구멍이 빼곡히 뚫려 있으며, 단 1g의 실리카겔이 지닌 내부 표면적은 축구장 넓이 정도의 크기 입니다. 실리카겔 표면에 존재하는 수산기는 극성 분자인 물 분자와 강한 수소 결합을 형성하여 수증기를 표면에 달라붙게 만들며, 아주 좁은 나노 구멍 내부로 들어온 수증기 분자들은 모세관 현상에 의해 증기압이 낮아지면서, 기체에서 액체 상태로 쉽게 응축되어 구멍 안에 갇히게 됩니다. 또한, 실리카겔은 물질 자체의 변형 없이 물 분자만 표면에 끌어당기는 물리적 흡착 방식입니다.