44. 혼합물의 분리(3)

여러분 안녕하세요~ 채니입니다. 일주일 잘 지내셨나요? 우리 요즘 계속 혼합물을 분리하는 다양한 방법에 대해서 이야기하고 있었는데요, 오늘은 지난 번에 이야기했던 대로 용해도 차이를 이용해서 혼합물을 분리하는 방법과, 또 하나 크로마토그래피를 이용하여 혼합물을 분리하는 방법에 대해서 알아볼 거 에요. 준비되셨나요? 그럼 오늘도 채니와 함께하는 즐거운 과학 여행, 출발~

 

(지난 시간 이야기가 궁금하다면?)

2020/06/23 - [즐거운 과학 여행 2학년] - 43. 혼합물의 분리(2)

43. 혼합물의 분리(2)

(1학년 과정부터 보고싶다면?)

2019/02/12 - [즐거운 과학 여행 1학년] - 1.지구계

1.지구계

먼저, 용해도 차이를 이용하여 혼합물을 분리하는 방법에 대해 알아볼게요. 용해도 차이를 이용하여 혼합물을 분리하는 방법에는 거름, 재결정, 추출이 있어요.

 

출처 - 티칭허브

거름은 고체의 혼합물을 구성하는 성분 물질 중에서 어떤 용매에 잘 녹는 성분과 녹지 않는 성분이 섞인 경우에 사용하는데요, 혼합물을 용매에 녹인 후 거름 장치로 걸러 용매에 잘 녹지 않는 성분을 먼저 얻고, 거른 용액을 증발시켜 고체를 얻는 방법이에요. 소금에 불순물이 섞였을 때 물에 녹이고 기름종이로 걸러낸 소금물을 증발시키면 깨끗한 소금을 얻을 수 있죠.

출처 - 구글 이미지

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재결정은 불순물이 포함된 고체 물질을 높은 온도의 용매에 녹인 다음 서서히 냉각시키면서 순수한 결정을 얻는 방법을 말해요. 이때 온도에 따른 용해도 차이가 큰 고체만 결정으로 석출된답니다. 이 방법으로 염화 나트륨과 질산 칼륨이 섞인 혼합물을 분리할 수 있어요. 5g의 염화 나트륨과 100g의 질산 칼륨이 섞인 혼합물을 60도 이상의 물에 모두 녹인 후 20도로 천천히 냉각시키면 이 온도에서 질산 칼륨과 염화 나트륨의 용해도는 각각 31.6과 36이 되니까 그것보다 많은 양이 녹아 있던 질산 칼륨만 100g- 31.6g = 68.4g이 결정으로 석출되겠죠?

 

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마지막으로 추출은 혼합물 중에서 특정한 한 성분만을 녹일 수 있는 무체를 사용하여 그 물질을 분리하는 걸 말해요. 여러분 커피 내리는 거 보신 적이 있나요? 거름종이 위에 원두커피 가루를 넣고 뜨거운 물을 천천히 부어주면 거름종이 아래로 커피 성분이 녹아 나오죠. 이것도 추출에 해당합니다. 한약을 물과 함께 약탕기에 넣고 끓이면 한약 성분이 물에 녹아나오는 것도 마찬가지구요.

 

출처 - 티칭허브

이번에는 크로마토그래피를 이용해 혼합물을 분리하는 방법에 대해서 알아볼게요. 여러분 다들 사인펜 쓰시죠? 무슨 색을 가장 많이 사용하시나요? 검은색 수성 사인펜의 잉크는 성질이 비슷한 여러가지 색소가 섞인 혼합물로, 밀도나 끓는점, 용해도 차이를 이용한 분리가 어렵기 때문에 각 성분 물질이 용매를 따라 이동하는 속도 차이를 이용하여 분리하는데, 이 방법이 바로 크로마토그래피랍니다.

 

거름종이나 분필에 혼합물의 점을 찍고 용매를 흡수시키면 각 성분이 용매를 따라 올라가는 속도가 다르고, 따라 올라간 정도가 달라서 각 성분으로 분리되는 거죠. 크로마토그래피를 사용하면 아주 적은 양의 혼합물도 분리할 수 있고, 성분의 성질이 매우 비슷한 혼합물도 분리할 수 있어요. 또, 혼합물을 이루는 성분이 많아도 귀찮게 여러 번 할 필요 없이 한 번에 분리할 수 있고, 분리 장치 자체가 간단하고 걸리는 시간도 짧죠. 이런 특징 때문에 꽃잎의 색소 분리, 식물 잎의 엽록소 분리, 도핑테스트, 혈액이나 소변의 성분 분석, 식품의 농약 검사 등에 이용된답니다.

 

오늘 준비한 이야기는 여기서 끝인데요, 어떠셨나요? 이번 시간으로 혼합물의 분리와 함께 물질의 특성 단원이 끝이 났어요. 그래서 다음 시간에는 다음 단원인 수권과 해수의 순환의 첫번째 이야기, 수권에 대한 이야기를 들고 오려고 합니다. 그럼, 채니는 다음 주 이 시간에 돌아올 테니 궁금한 점이나 피드백, 느낀 점 등등 하고 싶으신 말들은 모두 댓글로 남겨주세요!! 그럼 안녕~!!