소금이 녹는 이유(자세히 알아보기)

소금이 물에 녹는다는 사실은 어릴 때부터 누구나 다 아는 사실입니다.

그리고 그 원리도 간단하게 초, 중학교 때 배웁니다.

하지만 오늘은 그 이상의 이야기를 해보려고 합니다.

 

원래 우리가 아는 소금이 녹는 이유는 이렇습니다.

 

소금이 녹는 이유

물에 소금이 녹는 이유는 물의 분자 구조와 소금의 화학 구조 간의 상호 작용에 기인합니다. 소금은 화학적으로 나트륨이라는 금속 원소와 염소라는 비금속 원소가 이온 결합을 통해 결합하여 이루어진 화합물입니다. 소금은 일반적으로 염화 나트륨(NaCl)로 표현되며, 이것이 일반적으로 우리가 테이블 소금이라고 부르는 것입니다.

염화나트륨 이온결합 구조

물은 다분자의 물질로서 각 분자는 한 쪽에는 양성 극성이 있고 다른 쪽에는 음성 극성이 있는 극성을 가지고 있습니다. 이러한 극성 때문에 물 분자는 이온이나 극성이 있는 다른 물질과 상호 작용하는 데 유리합니다.

소금이 물에 녹을 때, 소금 결정 구조는 물 분자와 상호 작용하면서 분해됩니다. 이 과정은 물 분자의 극성 때문에 발생합니다. 물 분자는 소금 결정을 둘러싸고 각 이온 주위로 해리 쉽게 이동할 수 있게 만듭니다.

솔벤트인 물 분자는 양성 및 음성 이온인 나트륨(Na⁺) 및 염소(Cl⁻) 이온 주위로 배열되고, 이것이 녹는 과정입니다. 이렇게 되면 소금의 이온이 물 분자에 의해 분리되어 물 속에 분산되며, 이것이 소금이 물에 녹는 과정입니다.

결과적으로, 물 분자의 극성과 소금의 이온 구조는 서로 상호 작용하여 소금이 물에 녹는 것을 가능하게 합니다. 이 과정은 녹는 과정에서 소금의 이온이 물 분자에 흡수되고 물 분자와 상호 작용하여 용해되는 것으로 나타납니다.

 

그런데!

이번에 UNIST(유니스트)에서 소금이 녹는 원리를 원자 수준으로 관찰하는 기술을 개발했다고 합니다.

 

유니스트

하나의 물 분자를 제어해 소금에서 특정 이온을 추출할 수 있는 일명 '단일 이온 제어기술'을 개발했다고 합니다.

=> 이온의 특성을 활용해 선택적으로 용해를 유도하는 기술

 

어떻게?

-268.8 ℃의 극 저온과 초고진공 상태의 환경에서 원자 2~3층 두께의 얇은 소금막 위에 개별 물 분자를 증착함.

원자 수준 이하로 관찰가능한 현미경(STM)으로 확인.

이를 통해 물 단분자를 원하는 특정 방향으로 이동시킴.

=> 10pm 수준의 탐침 높이 변화를 분석해 Cl 음이온과 H20 분자가 강한 상호작용을 하고 있음을 밝힘.

 

이게 뭐가 중요한가?

이 기술은 미래 산업인 배터리나 반도체 재료의 성능을 획기적으로 변화시킬 수 있는 것이라고 합니다.

단일 이온 제어기술을 통해 앞으로 이온과 관련된 다양한 기초 기술 및 응용에 더욱 연구를 확장할 계획이라고 함.

 

(서울 경제 장지승 기자님 기사 참조)

 

이런 획기적인 기술이 계속해서 나온다는 것은 정말 놀라운 일이 아닐 수 없습니다.

앞으로 더 좋은 연구 결과가 나오도록 응원합니다.

오늘도 고생하셨습니다.

감사합니다.