기체의 용해도에 대한 온도의 영향
기체의 용해도는 고체와 달리 온도가 낮을수록 용해도가 증가합니다. 우리 주변에서 쉽게 볼 수 있는 것으로 예를 들자면, 탄산음료의 톡 쏘는 맛의 이유는 음료에 이산화탄소가 녹아 있기 때문인데요, 냉장고에 시원하게 보관해야 온도가 낮아서 용해도가 올라가므로 톡 쏘는 맛을 더 많이 즐길 수가 있습니다. 이는 간단한 실험으로도 확인할 수가 있는데요, 2개의 시험관에 탄산음료를 넣은 다음에 하나는 얼음물에, 하나는 따뜻한 물에 넣게 되면 따뜻한 물에 넣은 시험관의 경우에 탄산음료 내에 기체인 이산화탄소의 용해도가 감소하므로 녹아있지 못하고 기포가 많이 발생하는 것을 관찰할 수가 있습니다. 여름에 물고기가 수면 위로 입을 뻐끔거리는 것 역시 이와 관련된 현상인데요, 온도가 높은 여름에는 물에 대한 산소의 용해도가 낮아지므로 물에 녹아 있는 용존 산소의 양이 부족하기 때문입니다.
덧붙여 이산화탄소(CO2)가 물에 용해되어서 탄산(H2CO3)을 생성하는 반응은 아래 링크를 참조하면 되겠습니다.
2023.11.24 - [과학] - 이산화탄소가 물에 녹는 반응식
이산화탄소가 물에 녹는 반응식
이산화탄소 용해로 탄산 생성 이산화탄소(CO2)는 공기 중의 수분을 만나거나 물에 용해가 되면 아래와 같이 탄산(H2CO3, carbonic acid)을 생성하는 반응이 진행됩니다. CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq) 이 반응
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기체의 용해도에 대한 압력의 영향
고체의 경우 압력이 용해도에 그다지 큰 영향이 없는 반면에 기체의 용해도는 압력이 높을수록 증가하게 됩니다. 이 역시 온도의 경우처럼 우리 주변에서 손쉽게 확인할 수 있는데요, 탄산음료의 뚜껑을 열면 기포가 올라오는 것을 관찰할 수가 있죠. 음료 병이나 용기의 압력이 낮아지게 되면서 이산화탄소의 용해도가 낮아지기 때문에 기포가 발생하는 것입니다.
잠수병
잠수병은 decompression sickness라고 하며 줄여서 약어로 DCS라고 합니다. 잠수를 하는 다이버들에게 나타나는 병이라고 해서 diver's desease라고 하고요. 잠수부가 바닷속으로 잠수를 하면 수압이 높아지게 되면서 기체의 용해도가 높아지게 됩니다. 이렇게 되면 잠수부의 체내에 있던 질소 기체가 높아진 용해도로 인해 혈액 속으로 녹아서 들어가게 되는데요, 이 상태에서 잠수부가 수면 방향으로 급격하게 떠오르게 되면 압력 역시 급격하게 낮아지게 되므로 용해도의 큰 감소가 발생합니다. 그러면 혈액 속에 있던 질소가 녹지 않게 되면서 기포가 되는데 이 기포들이 모세혈관을 막는 등 혈액 속을 돌아다니면서 혈액의 흐름을 방해하게 되기 때문에 어지러움과 호흡 곤란 등의 증상이 나타나게 됩니다. 잠수병을 감압병이라고도 하는 이유입니다.
이를 방지하기 위해서는 공기통을 질소보다 용해도가 낮은 헬륨으로 질소를 대체하여 채우는 방법도 사용하고, 잠수하였다가 수면으로 올라갈 때 단계적으로 천천히 시간을 가지고 올라가면서 압력을 천천히 낮추고 용해도를 서서히 감소시켜주어야 합니다.
고체의 용해도 및 용질의 석출 관련된 내용은 아래 링크를 참조하시기 바랍니다.
2023.12.04 - [과학] - 용해도와 용질의 석출
용해도와 용질의 석출
용해와 용액 한 물질이 다른 물질에 녹아서 섞이는 현상을 용해(dissolution)라고 합니다. 여기서 다른 물질에 녹는 물질을 용질(solute), 다른 물질을 녹이는 물질을 용매(solvent), 그리고 용질이 용매
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