어린이과학동아&수학동아 기사

우리는 '보석'이라고 하면 보통 아주 값진 빛나는 물건이라고 생각합니다. 땅에서 돌을 캐고 고온과 고압으로 가공해 만들지요. 그런데 우리는 집에서도 보석을 만들 수 있습니다. 바로 소금 보석입니다!

먼저 소금에 대해 알아보지요.

소금은 나트륨(Na)와 염소(Cl)로 이루어져 있습니다. 원래 나트륨은 금속이라고 해요. 하지만 철이나 알루미늄과는 달리 아주 위험한 금속이지요. 물에 닿으면 폭발하기도 한대요! 하지만 나트륨이 전자 하나를 잃어버리면 나트륨 이온이 되고, 반대로 전자 하나를 얻은 염소 이온과 만나게 되면, 위험하기는 커녕 우리가 밥을 먹을 때 빼놓을 수 없는 소금이 되는 것이죠!

출처: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nacl-structure.jpg 

(라이선스: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/legalcode)

이제 소금 보석을 만들어 볼까요?

준비물로 소금, 물, 유리컵, 전자레인지, 실이 필요합니다. 먼저 컵에 물을 부으고, 소금을 많이 많이 넣습니다. 소금이 물에 녹아 없어지지요? 나트륨 이온과 염소 이온이 서로 끌어당기고 있는데, 물 분자가 더 센 힘으로 이온들을 잡아당겨 서로 멀어지면서 물에 녹는 거래요. 이 때 젓가락으로 저어주면 더 잘 녹습니다. 이렇게 소금이 녹은 소금물, 과학자 같이 부를 때에는 염화나트륨 용액이 만들어져요. 소금이 용질, 물이 용매, 소금물이 우리의 용액이에요.

소금 한 움큼을 다 녹이면, 또 한 움큼을 더 녹여 봅니다. 생각보다 소금이 많이 녹지요? 계속 넣고 넣고 또 넣고, 심지어 소금을 들이붓기까지 하면, 더 이상 소금이 녹지 않을 겁니다. 이것이 포화 상태에요. 포화 상태란 어느 물질에 다른 물질이 들어갈 수 없는 상태를 말한답니다.

이 때 컵을 전자레인지에 돌려 물을 뜨겁게 만들어 보아요. 잠깐, 이 때 전자레인지에 사용해도 괜찮은 유리컵을 사용해야 해요. 이 부분은 엄마나 아빠에게 부탁하는 것이 좋을 것 같아요. 그나저나 물이 뜨거워지면, 소금을 더 녹일 수가 있어요! 뜨거운 물에는 나트륨 이온과 염소 이온이 더 많이 들어갈 수 있다고 해요. 이렇게 물을 뜨겁게 해서, 소금이 더 많이 녹아 있는 용액을 만들어요. 하지만 뜨거운 물에 화상을 입지 않도록 조심해야 해요.

이제부터 소금물을 천천히 식힐 거에요. 수건을 감싸 놓는 게 좋지만 너무 오래 감싸면 수건이 짜집니다. 2일 정도 수건으로 덮어 놓고, 2일은 수건을 빼고 기다립니다. 시간이 지나면 물의 테두리에 빛나는 것이 보일 겁니다. 시간이 더 지나면 바닥에도 그것이 보입니다. 축하해요! 소금 보석이 완성되었어요. 물이 식으면서 더 이상 그렇게 많은 나트륨과 염소 이온들이 물에 녹아 있을 수 없게 되었고, 이온들이 다시 서로 붙으면서 투명한 소금 결정을 만들기 시작하는 것이죠.

이제 소금 보석을 키우기만 하면 됩니다. 실에 정육면체 모양의 소금 결정(소금 보석)을 묶어 놓고 다시 포화 상태의 소금물을 만들어서 실을 걸어 놓으면 결정들이 걸어 놓은 소금에 달라붙어서 큰 덩어리가 돼요.

출처: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rock_salt_crystal.jpg 

(라이선스: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/legalcode)

저는 보석은 단순히 '값진 빛나는 귀중품'이라고 생각해서, 나만의 보석을 갖기 힘들 거라고 생각했어요. 하지만 소금 보석은 값싼 소금과 수돗물로 충분히 만들 수 있어요!  소금이 굳을 때 아무 모양이나 되는 것이 아니라 정육면체 모양을 만들어 내는 것이 너무 신기하고요. 여러분도 소금 보석 만들어 보지 않을래요?