1. 혼합물의 의미와 종류
우리가 주변에서 보고 만지는 모든 사물, 즉 연필, 신발, 가방, 컴퓨터, 인형, 돌, 나무, 시냇물, 사람의 몸 등은 모두 물질로 이루어져 있다. 이러한 물질들은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 여러 가지 물질이 섞여 있는 ‘혼합물’이고, 나머지 하나는 한 가지 물질로만 이루어진 ‘순물질’이다. 혼합물이란 고유의 성질을 가지고 있는 각각의 물질이 그 성질을 그대로 유지하면서 다른 물질과 섞여 있는 것을 말한다. 예를 들어 혼합 곡물에는 쌀, 보리, 좁쌀, 콩, 팥 등 여러 가지 곡물이 섞여 있다. 각 곡물들이 섞이면서 혼합 곡물이 되지만 혼합 곡물에 있는 쌀, 보리, 좁쌀, 콩, 팥과 섞기 전의 쌀, 보리, 좁쌀, 콩, 팥은 성질이 변하지 않고 그대로 유지된다. 이러한 혼합물은 각각의 성분 물질들이 균일하게 섞여 있는지 아닌지에 따라서 다시 ‘균일 혼합물’과 ‘불균일 혼합물’로 나눌 수 있다. 균일 혼합물은 혼합물의 어느 부분을 선택해도 성분의 비율이 같다. 설탕물의 경우 어느 부분을 먹어도 맛이 똑같은 것은 균일 혼합물이기 때문이다. 반면, 불균일 혼합물은 성분 물질이 균일하게 섞여 있지 않아 부분에 따라 성분의 비율이 다르다. 흙탕물이 그 예이다.
2. 혼합 곡물
곡물은 사람들이 익혀서 먹는 쌀, 보리, 콩, 좁쌀, 밀, 옥수수 등과 같은 것을 말한다. 시장이나 슈퍼마켓
에 가면 대부분은 곡물의 종류에 따라 분류하여 판매하지만, 잡곡밥을 지어 먹기 편하도록 여러 가지 곡물을 섞어서 판매하는 경우도 있다.
3. 여러 가지 혼합물
• 암석: 자연에서 존재하는 대부분의 암석은 여러 종류의 광물이 섞여 있는 혼합물이다. 화산 활동으로 만들어진 화강암에서는 석영, 장석, 운모 등의 광물이 섞여 있는 것을 볼 수 있고 퇴적암에서는 자갈, 모래,
진흙 등이 섞여 있는 것을 볼 수 있다.
• 금반지: 순금으로 만든 반지도 있지만 순금에 은, 구리, 아연 등을 섞어 만든 18K. 14K 반지도 있다. 18K는 금의 비율이 약 75%, 14K는 금의 비율이 약 58%이다.
• 바닷물: 바닷물에서 짠맛이 나는 것은 소금이 섞여 있기 때문이다. 바닷물에는 소금(염화나트륨) 외에도
염화마그네슘, 황산칼슘, 황산칼륨 등이 녹아 있다.
4. 혼합물을 분리하는 예
• 사탕수수에서 순수한 설탕을 분리하고 설탕에 여러 가지 물질을 섞어 다양한 종류의 사탕을 만든다.
• 바닷물에서 소금을 분리하고 분리한 소금에 여러 가지 물질을 섞어 소금 비누를 만든다.
• 우유에서 지방을 분리하여 생크림과 버터를 만들고 단백질을 분리하여 치즈를 만든다.
5. 철의 분리
철은 자석에 붙는 성질이 있는 금속이다. 금속이 모두 자석에 붙는 성질이 있는 것은 아니다. 알루미늄, 구리, 백금 등은 자석에 붙지 않는데 이를 비자성체라 하고 철, 니켈, 코발트는 자석에 잘 붙는데 이를 자성체라고 한다.
6. 생활 속에서 혼합물을 분리하는 예
1) 고추나 벼에서 철 가루 분리하기
말린 고추를 고춧가루로 만들거나 벼를 도정하여 쌀을 얻을 때 기계가 마모되어 철 가루가 고춧가루나 쌀
에 섞이는 경우가 있다. 이때 마지막 단계에서 자석 봉을 통과시키면 자석 봉에 철 가루가 붙게 되어 깨끗한 고춧가루나 쌀을 얻을 수 있다.
2) 바닷물에서 소금 분리하기
- 소금의 종류
소금은 생성되는 장소에 따라 천일염과 암염으로 나누고 제조 방법에 따라 재제염, 정제염, 죽염, 자염 등으로 나눌 수 있다.
• 천일염: 바닷물을 염전에 가두어 자연 상태에서 햇빛과 바람으로 물을 증발시켜 얻은 소금이다.
• 암염: 바닷물이 땅속에 갇혀 수백만 년 동안 단단하게 굳어서 만들어진 소금 덩어리이다.
• 재제염: 천일염을 물에 녹여 거름 장치를 통해 불순물을 제거한 다음 다시 건조한 소금이다.
• 정제염: 바닷물을 정수한 후 이온 교환 수지라는 물질을 통해 불순물을 제거하고 순수한 소금 성
분만을 추출한 것을 말한다.
• 죽염: 천일염을 대나무 속에 넣어 대나무 입구를 진흙으로 막은 다음 가마에 넣고 약 850°C ~ l,500°C
의 고온에서 8시간 정도 가열하면 대나무는 타버리고 소금 덩어리만 남게 되는데 이것을 죽염이라고 한다.
• 자염: 소금의 농도가 짙은 바닷물을 끓여서 얻는 소금을 말한다.
3) 두부 만들기
두부는 콩으로 만든 식품 중의 하나로 식물성 단백질이 풍부하여 음식으로 즐겨 먹는다.
• 콩 물을 가열한다. 콩 물이 끓기 시작하면 물을 조금 붓고 약한 불에 한 번 더 끓인다.
• 체 위에 헝겊을 깔고 위의 콩 물을 거른다.
• 거른 콩 물에 간수를 넣고 약한 불로 가열하면서 주격으로 천천히 젓는다.
• 두부 틀에 헝겊을 덮고 무거운 물체를 올려놓는다. 물이 빠지면 두부를 꺼낸다.
• 두부 틀에 헝겊을 깔고 그 위에 덩어리가 생긴 위의 콩 물을 국자로 떠서 붓는다.
7. 거름종이를 빠져나가는 용액
소금물과 같은 용액은 오래 두어도 가라앉거나 뜨는 물질이 없다. 또 거름 장치로 걸러도 거름종이에 남는
것이 없고 용액의 어느 곳을 보더라도 물질이 섞인 정도가 같다. 이러한 예로 식초, 탄산음료, 이온 음료, 손 세정제, 주방 세제, 구강 청정제 등이 있다. 한편 된장국, 미숫가루 물, 코코아차, 율무차 등은 거름종이로 걸렸을 때 거름종이에 남는 것이 있으므로 용액이 아니다.
8. 거름종이도 통과하는 바이러스
세균과 같은 미생물은 매우 작은 구멍의 거름종이로 걸러 낼 수 있으나 바이러스는 세균보다 훨씬 작기 때문에 거름종이로 걸러 낼 수 없다. 대장균은 세포의 지름이 0.25 um~1.0 um 정도이고, 길이는 2 um ~ 3 um(1um는 100만분의 1m) 정도이다. 그러나 소아마비를 일으키는 폴리오 바이러스의 경우 27nm（1nm는 10억분의 1m）에 불과하다. 따라서 최근 바이러스 감염을 막기 위해 사용하는 마스크에는 구멍이 매우 작은 나노 필터를 사용하기도 한다.
9. 소금물을 증발할 때 사용하는 핫플레이트
핫플레이트는 ‘뜨겁다’는 뜻의 핫(Hot)과 ‘판’을 뜻하는 플레이트(Plate)를 합성한 용어이다. 전기를 열에너
지로 변환하여 데울 수 있다. 조작이 간단하고 가격이 저렴한 것이 장점이지만 작동 중 기기와 판이 모두 열을 내므로 화상에 주의해야 한다.
10. 미세 먼지와 황사
• 미세 먼지의 성분은 계절, 기상 조건, 발생 지역이나 발생원에 따라 달라질 수 있다. 자연적인 미세 먼지는 흙, 소금, 꽃가루 등으로 이루어져 있고 인위적으로 발생하는 미세 먼지는 매연. 배기가스, 날림 먼지 등으로 이루어져 있다. 현재 우리 건강을 위협하는 것은 주로 인위적인 미세 먼지이다.
• 황사는 중국 북부나 몽골의 사막 지대와 황토 고원에서 강력한 회오리바람이 발생할 때 휩쓸려 올라간 미세한 흙먼지가 장거리를 이동하여 우리나라로 내려옴으로써 발생한다. 우리나라에 영향을 주는 황사는 3월〜5월경에 많이 발생하는 것으로 알려져 있다.
11. 보건용 마스크
미세 먼지, 황사, 바이러스 등 유해한 물질을 막기 위한 용도로 사용된다. 보건용 마스크에는 KF80, KF94,
KF99가 있다. KF는 Korea Filter의 약자로 우리나라에서 만든 필터라는 뜻이고, 숫자가 클수록 차단율이 높다.