물과 기름이 섞이지 않는 이유(Ft 물과 기름을 분리하는 방법)

물과 기름이 섞이지 않는 것은 과학시간등을 통해 충분히 알만한 내용입니다. 다만 이에 대한 이유를 설명해 달라고 했을 때 이에 대한 정확한 대답을 하기가 어려움도 있는 게 사실이지요. 오늘은 물과 기름이 섞이지 않는 이유에 대한 설명과 최근 이러한 성질을 무색하게 물과 기름이 섞이게 할 수 있는 기술까지 등장하였다고 하니 이에 대한 설명도 곁들어서 해보도록 하겠습니다.

목차
▶ 물과기름의 성질
▶ 물과기름이 섞이지 않는 이유
▶ 물과기름을 분리할 수 있는 방법(계면활성제)
▶ 화학적방법이 아닌 물과 기름을 분리할 수 있는 방법
▶결론

물과 기름의 성질

물과 기름은 둘다 다른 성질을 띠고 있습니다. 물은 극성을 가지고 기름은 비극성을 띠고 있습니다.

물의 극성의 특성을 간단히 설명하자면 물 안에 분자는 양성과 음성의 전하를 가지고 있습니다. 이 양성 음성의 전하는 서로를 끌어 잡아당기는 성질이 있습니다. 해서 물과 같은 극성을 지닌 설탕이나 소금등을 만나면 서로 잘 섞이게 되는 것입니다.

비극성을 가진 기름은 물과 같은 전하가 없습니다. 해서 기름이나 물과 같은 서로 다른 성질을 가진 물체들은 서로 간의 인력력이 없어 서로 섞이지 않는 것입니다.

*분자: 1~2개의 원자가 중성이나 전하를 가지는 원자 묶음으로 특유의 성질을 띠우는 가장 작은 단위를 뜻합니다.

*전하: 물체의 전기의 양입니다. 양자(+)와 전자(-)에 상대적 양에 의해 +,- 로 정의합니다.

물과 기름의 밀도 차이

물과 기름은 각각 1과 0.8의 밀도를 지닙니다. 물은 기름에 비해 상대적으로 높은 밀도를 가지고 있기에 둘이 섞으면 물이 아래로 내려가고 상대적으로 밀도가 작은 기름이 위로 떠오르게 되는 것입니다. 밀도의 차이가 명확하기 때문에 서로 섞어 보아도 서로 간의 경계는 확실히 볼 수 있다 하겠습니다.

물과 기름의 분자 모양

물과 기름의 분자 모양(구조)가 서로 섞이지 않는 이유를 설명할 수 있습니다. 물은 H2와 O가 삼각형 모양으로 수소 원자 2개와 산소 원자 한 개가 구성되어 있습니다. 이러한 모양은 물 분자들이 서로 끌어 당기는 성질을 유지하게 하며, 물과 같은 구조 및 성질을 가진 물질이 서로 섞일 수 있게 만듭니다. 하지만 기름 분자는 탄소와 수소로 결합된 지방산으로 만들어져 있습니다. 이들은 물의 극성과 다른 비극성을 가지고 있어서 물과 기름은 섞이기 힘든 구조를 가지고 있습니다.

계면활성제의 역할 그리고 새로운 분리 기술 방법

물과 기름이 섞이지 않지만 이 두가지를 잘 섞으면 여러 면에서 우리에게 유익할 수 있는 물질들을 만들 수 있습니다. 해서 이러한 서로 밀어버리고 섞이지 않는 성질들을 제거하기 위해 계면활성제가 이용됩니다.

예를 들면 기름 물질이 옷에 있을때 이를 제거하려면 세탁으로 가능할 텐데 물과 기름이 잘 섞이지 않아 잘 안 닦일 수 있다는 것이지요 이러한 것을 위해 사용하는 것이 계면 활성제입니다.

계면활성제는 화학적 혼합을 통해 서로 섞이게 가능하게 합니다. 이러한 이유로 계면활성제는 보통 샴푸나 빨래를 할수 있는 세제등에서 여러분야로 사용되고 있습니다.

하지만 이 계면 활성제의 유해성이 몇몇이 제기되면서 이와 다른 해결책을 최근에 몇몇 연구진이 밝혀냈다

★화학적 방법이 아닌 물과 기름을 분리해낼수 있는 또 다른 방법을 자세히 알고 싶으시면 아래를 참조하세요

결론

물과 기름이 잘 섞이지 않는 이유는 앞서 말한바와 같이 분자의 모양, 밀도, 극성과 비극성등의 성질 차이 등으로 인해 섞이지 않음을 이야기드렸습니다. 이러한 원인을 이해함으로써 이를 분리해낼수 있는 방법 등을 연구할 수 있고 화학적 방법을 이용한 계면활성제를 넘어서서 친환경적으로 분리해 내는새로운 기술등이 점점 더 많은 방식으로 제공되리라 생각해 봅니다.