슬기롭게 써먹는 화학 치트키

슬기롭게 써먹는 화학 치트키 - 교과서와 연계되는 생활 속 과학 실험
천페이딩 지음, 양장쥔 그림, 유연지 옮김 / 미디어숲 / 2024년 5월

화학 반응이 발생한다는 것은 물질이 근본적으로 변화했다는 것을 의미합니다. 물론 모든 화학 반응이 외관상으로 뚜렷한 변화를 동반하는 것은 아니지만, 몇몇 반응은 눈에 듸는 변화를 나타냅니다. 예를 들어 물질의 색깔이 변하기도 하고, 연소 및 기체가 발생하기도 합니다. 심지어 특정한 냄새가 나기도 합니다. 이러한 현상들이 바로 화학반응이 일어나고 있다느 증거입니다. (-23-)

원소론이 유행하자 당시 사람들은 원소를 적절하게 조합하면 '황금'을 만들어낼 수 있다고 굳게 믿었습니다. 이때부터 연금술 시대가 시작되었습니다. 물, 불,흙,공기를 조합해 황금을 만들겠다는 생각이 오늘날 사람들한테는 우스꽝스럽게 들릴 수 있으나, 당시의 이런 시도는 과학 발전의 중요한 기초를 마련했습니다. (-64-)

투명하고 걸쭉한 접착제의 주성분은 폴리비닐 알코올과 붕사 그리고 물입니다. 폴리비닐 알코올은 수용성 플라스틱입니다. 붕사는 비료, 세척제, 살충제로 사용되는 물질로 물에 녹으면 붕산염 이온이 만들어집니다. (-85-)

1903년 이전까지는 질소의 활용이 어려웠으나 독일의 과학자 프리츠 하버와 그의 동료들이 이 문제를 해결했습니다. 그들은 특정 온도와 압력 그리고 철을 촉매로 사용하여 마침내 질소와 수소가 반응하게 만들었고, 이 과정에서 암모니아가 만들어졌습니다. 이후 암모니아를 기반으로 합성한 다양한 질소 화합물은 농업을 근본적으로 개선하여 농산물 생산량이 대폭 증가하게 되었고,이는 인구 성장에서 간접적인 영향을 미쳤습니다. (-110-)

근대 화학의 아버지라고 불리는 라부아지에는 1789년에 출판한 『화학원론』 을 통해서,연소와 산화에 대해 설명하였고, 화학 반응 전후의 총 질량은 변하지 않는다는 질량 보존의 법칙을 발표하고, 화학 혁신을 꾀하였다.

근대화학의 발전은 연금술에서 시작된다. 물과, 불, 흙, 공기로 무에서 유를 만들 수 있다고 생각했던 화학연구 개념이 황금을 만들겠다는 강한 의지와 욕망에 결부되었으며, 화학자의 각종 연구와 실험이 나타날 수 있었다.

이처럼 화학은 인간의 욕구와 욕망을 충족하기 위해 시작되었으며, 문명 발전의 초석이 되었다.이 과정에서, 플라스틱이 개발되어, 전 제품에 쓰여졌으며, 질소 화학 연구로 인해 농업 생산량이 늘어날 수 있었다. 1889년, 처음 종이 필름의 문제점을 해결하기 위해서, 조지 이스트만(George Eastman)은 플라스틱 소재 ‘투명 셀룰로이드 필름 롤’을 개발했으며, 플라스틱이 본격적으로 산업 전반에 널리 쓰여질 수 있었다. 플라스틱을 위대한 발명품이면서,위험한 발명품이라 말하는 이유도, 여기에 있었다.플라스틱이 개발되기 전, 돼지의 장기로 축구공을 만들었던 것을 비추어 볼 때, 플라스틱과 나일론이 개발됨으로서,다양한 재질의 축구공이 만들어질 수 있었다,

농업은 질소를 활용하기 이전과 질소를 활용한 이후로 구분되고 있다. 질소와 산소가 화학 반응이 가능한 상태에서, 질소화학 비료가 생사되었고, 농업 생산량은 증가하였고,인구도 그에 발 맞춰 증가하게 된다. 영국의 경제학자 맬서스의 저서 『인구론』의 예측이 틀렸던 이유도 여기에 있다. 인구는 기하급수적으로 증가하고, 농업 생산량은 그에 따라가지 못한다는 그의 경제 이론 『인구론 』이 먹혀들지 않음으로서, 전쟁은 종식되었고, 새로운 세계관이 형성될 수 있었다. 화학은 우리 일상에서, 빠질 수 없는 중요한 과학 분야이며, 우주 개발에서, 신소재 개발을 위한 화학자의 연구가 이어지고 있다.