어린이과학동아&수학동아 기사

물은 우리 몸의 50~60%가 물로 이루어져 있고 지구 표면의 71%를 물이 덮고 있다. 이와 같이 우리 주변에서 물을 아주 친근하게 볼 수 있다. 오늘은 이 물을 통해 알 수 있는 새로운 개념을 가볍게 알아보고 가자.

'물(100%)은 전기가 통하나?'라고 생각했을 때 쉽게 생각하는 것은 '그렇지 않나?'이다. 일상에서 젖은 상태로 전자제품을 사용하지 말라는 경고가 있고 젖거나 물 안에 있는 경우 감전되는 경우를 쉽게 볼 수 있기 때문이다. 

어떤 친구들은 이렇게 생각한 사람들이 조금 부족해 보인다고 할 것이다. 순수한 물, 증류수는 전기가 통하지 않는다는 것을 배웠기 때문이다. 일상 생활에서 전기가 통하는 물은 불순물이 섞여있는 것으로 전기가 통하는 것이지 순수한 물에는 전기가 통하지 않는다는 것을 몇몇은 알고 있을 것이다.

과연 그럴까? 실험을 해 보았다. 비커를 A, B 2개 준비하고 A에는 증류수 100ml를, B에는 증류수 90ml에 묽은 염산 (5%)10ml를 담았다. 각각 전류 측정 창치(전기가 통하면 빛과 소리를 냄)를 이용해 반응을 관찰해 보았다. A에는 약한 빛이 났고 B에는 빛과 소리가 같이 났다. 순수하지 않은 물인 B는 예상한 대로인데 A의 반응이 조금 이상하다. 소리는 나지 않았지만 빛이 났기 때문이다. 빛이 난다면 전기가 통한다는 것인데 실험에 오류가 있는 것일까? 몇몇은 불순물이 0%가 될 수는 없으니 실험에 사용된 물은 완전한 순수한 물이 아니라고 말 할 지도 모른다. 그런데 한 개념에 따르면 이는 이상한 현상이 아니다.

물은 H2O로 이루어져있다. 하지만 비커를 채우고 있는 H2O들은 가만히 존재하지 못하고 서로 수소 이온을 주고 받으며 미량의 H3O+(하이드로늄 이온)과 HO-(수산화 이온)을 발생시킨다. 이 현상을 [물의 자가 이온화]라고 부르는 데 물 속에서 이온이 발생하여 그로인해 물은 전기전도도를 0.055μS/cm정도 가지게 된다. 약하긴 하지만 전기가 통하기는 한다는 것이다.

개념을 배우다 보면 앞의 이론과 부딪히기도 하고 혼란스러울 때가 있다. 이를 쉬운 방식으로 가르치기 위해 더욱 간단하고 쉬운 표현을 사용한다. 그 설명이 현실과 조금, 혹은 많이 다를 지라도 말이다. 이 글을 통해 전하는 것은 물의 자가 이온화로 인한 특징이지만 탐구에서 선행된 이론에 집착하여 현실을 잘못된 눈으로 바라보지 않고 과학적인 사고를 통해 편견없이 세상을 바라보면 좋겠다는 말도 전하고 싶다.

출처: 한국의약 통신-어지러움(dizziness) 다섯 번째 이야기