주제별 상식
먼저 풀어보고, 궁금했던 내용을 읽어보세요.
이 주제 5문제 도전 ↗전통적인 비누는 기름이나 지방을 알칼리와 반응시켜 만듭니다. 이때 원래 기름과는 성질이 다른 지방산의 염, 즉 비누 성분이 생겨요. 이 반응을 비누화라고 부릅니다. 기름을 그냥 굳히거나 향을 넣어서 비누로 쓰는 것은 아니죠. 씻어 내야 할 것처럼 보이는 기름이 화학 반응을 거쳐 씻는 재료가 되는 겁니다. 다만 모든 세정 제품이 이런 비누 성분만으로 만들어지는 것은 아니에요.
비누 분자에는 물과 잘 어울리는 부분과, 물을 피하면서 기름 쪽과 어울리는 부분이 함께 있습니다. 비누 분자들이 기름때 주변에 모이면, 기름이 작은 덩어리로 물속에 퍼져 씻겨 나가기 쉬워져요. 손으로 문지르는 동작과 물로 헹구는 과정도 함께 작용합니다. 겉으로 보이는 큰 거품 하나가 기름을 통째로 먹는 것은 아니죠. 핵심은 눈에 보이지 않는 분자의 구조에 있습니다.
칼슘이나 마그네슘 이온이 많은 물을 센물이라고 합니다. 이런 이온은 비누 성분과 반응해서 물에 잘 녹지 않는 물질을 만들 수 있어요. 이것이 욕조나 세면대에 남는 비누 찌꺼기의 원인 중 하나입니다. 그만큼 물속에서 세정에 참여할 비누가 줄어들어, 거품도 덜 날 수 있죠. 같은 비누를 사용해도 물에 녹아 있는 성분에 따라 사용감이 달라지는 이유입니다.
다른 물체에 닿지 않고 공중에 떠 있는 작은 비눗방울을 생각해 보세요. 비눗막에는 표면을 줄이려는 힘인 표면장력이 작용합니다. 같은 양의 공기를 감쌀 때 표면적이 가장 작은 모양은 구예요. 그래서 막이 자유롭게 움직일 수 있으면 대체로 둥근 모양으로 정리됩니다. 다만 커다란 방울이 흔들리거나 여러 방울이 붙어 있을 때는 모양이 달라질 수 있어요.
비누 안에 작은 공기 공간이 많아지면, 부피에 비해 무게가 가벼워질 수 있습니다. 비누와 그 안의 공기를 합친 평균 밀도가 물보다 낮아지면 물에 뜨는 거예요. 비누 성분 자체가 물을 밀어내 위로 날아오르는 것은 아닙니다. 또 모든 비누가 물에 뜨는 것도 아니에요. 어떤 성분으로 만들고 내부에 공기를 얼마나 포함했는지에 따라 결과가 달라집니다.