화학물질과 플라스틱 다루기
예전에는 화학이 »흑마술«로 여겨졌지만, 오늘날에는 가정에서까지 포함해 어디에서나 화학과 마주하게 됩니다. 우리는 »Crnim bikom« 또는 다른 세제로 세탁물을 손쉽게 빨 수 있다는 것을 알고 있습니다. 많은 사람들은 사출가솔린에 테트라에틸납을 넣으면 옥탄가가 높아진다는 사실도 알고 있습니다. 물론 이러한 지식이 사람을 화학자로 만들어 주는 것은 아닙니다. 그렇더라도 조금이나마 화학자가 되기 위해, 화학의 기초를 알아봅시다:
서로 다른 성질을 가진 다른 물질들로 간단한 물리적 방법(선별, 체질, 자석 등)으로 분리할 수 있는 물질을 혼합물이라 한다. 이러한 단순한 방법으로는 서로 다른 성질을 가진 구성 성분으로 분해할 수 없는 완전히 균질한 물질을 화합물이라 한다.
화합물은 특정 화학 결합으로 서로 연결된 원자들로 이루어진 분자들로 구성되어 있다. 이러한 결합은 그것을 쉽게 끊는 것을 허용하지 않는다. 그 결합을 파괴하고 절단하려면 더 큰 힘, 즉 화학적 개입이 필요하다. 그러면 분자는 원소 원자로 분해된다. 오랫동안 원자는 더 이상 분해될 수 없다고 여겨졌다. 우리 시대에 이르러 원자가 크기와 전하가 서로 다른 더 작은 기본 입자로 이루어져 있다는 이전의 가설이 확인되었다. 가장 기본적인 입자는 양전하를 띤 양성자, 전하가 없는 중성자, 그리고 음전하를 띤 전자이다.
92개의 자연 원소의 화합물 중에는 단지 15개에서 20개의 원소만이 관여한다.
원소 원자의 무게는 가장 가벼운 원소인 수소 원자와 비교하여 몇 배 더 무거운지로 측정한다(최근 정의에 따르면 탄소 원자의 1/12).
어느 원소도 다른 원소와 임의의, 어떤 양으로도 결합할 수 없다. 수소 원자가 화학적으로 결합할 수 있는 가능성을 단원성으로 본다. 따라서 수소 원자는 일가이다. 하나의 수소 원자와 화합물을 이루는 원자도 또한 일가이다. 어떤 원소가 두 개, 세 개, 네 개 등의 수소 원자와 결합하면 그것은 이가, 삼가, 사가 등이다. 팔가는 한 원소가 가질 수 있는 최대의 원자가이다. 그러나 여러 원자가를 갖는 원소들도 있으며, 이들은 가변 원자가를 가진다.
주요 화합물의 분류는 무기 화합물과 유기 화합물이다. 유기 화합물에는 탄소가 들어 있으며, 무기 화합물에는—드문 예외를 제외하면—탄소가 없다.
다수의 유기 화합물이 존재하는 이유는 탄소 원자들이 서로 결합할 수 있는 가능성, 즉 탄소 사슬을 형성하는 데 있다. (유기 화합물이라는 명칭은 예전에는 그것들이 오직 살아 있는 생물만이 만들어낼 수 있다고 여겼던 데서 유래한다.)
산은 피부나 위에서 화상과 유사한 심한 상처를 일으키는 위험한 부식성 물질이다. 산은 리트머스 종이를 이용해 쉽게 알아볼 수 있는데, 산에서는 파란 리트머스가 붉게 변하기 때문이다. 산을 다룰 때는 보호안경과 고무장갑이 반드시 필요하다. 만일 주의했음에도 산 한 방울이 우리 피부에 떨어졌다면, 먼저 마른 천으로 닦아내고, 그다음 흐르는 물로 씻은 뒤 마지막으로 탄산수소나트륨 용액으로 산의 흔적을 중화해야 한다(그림 1).
그림 1
염기는 금속 산화물과 물의 반응 생성물이다. 알칼리는 물에 용해되며 부식성을 띠는 염기를 말한다. 이들은 적색 리트머스를 청색으로 바꾸므로 쉽게 알아볼 수 있다. 매우 부식성이 강한 물질이다. 이들에 의한 상처는 산에 의한 상처보다 더 치료하기 어렵다. 산업안전 규정은 산의 경우와 동일하다. 부상을 입었을 때는 피부를 희석한 산으로 씻어야 한다(예: 아세트산).
염은 염기와 산의 반응으로 생성됩니다. 피부를 덜 또는 거의 전혀 부식시키지 않습니다. 그러나 일부는 독성이 있으므로 염을 다룰 때에도 주의해야 합니다.
가정용 화학물질
오래전부터 알려져 있으며, 특히 식품 보존에서 그러하다.
보존제는 다음과 같이 나눌 수 있다:
1. 동시에 맛을 내고 제품을 보존하는 물질: 설탕, 소금, 식초, 지방, 구연산, 주석산.
2. 미생물 제거용 물질: 질산칼륨, 글루탐산, 명반, 석회유, 살리실, 벤조산 및 벤조산나트륨.
3. 젤状 물질, 색소 및 향신료.
설탕. 55%%의 설탕(설탕 =C12H22O11)을 어떤 제품(자두, 라즈베리, 살구, 배, 사과로 만든 것)에 다른 화학물질을 추가하지 않고 넣으면 완전히 보존할 수 있다(슬랏코). 55%%보다 많은 설탕을 넣는 것은 권장되지 않는데, 설탕이 결정화되기 때문이다. 50%% 미만의 설탕은 보존하지 못한다. 산성 식품에 설탕을 넣을 때는 설탕이 분해되므로 짧게만 끓여야 한다.
소금. 식탁용 소금(염화나트륨, NaCl)은 맛을 내는 동시에 보존 효과도 있다. 보존성이 있는 이유는 소금의 흡습성 때문이다(수분을 흡수함). 고기에 소금을 치면, 소금은 고기뿐 아니라 세균으로부터도 일정량의 물을 결합하여 그들을 죽인다. 다른 미생물도 물 없이는 생존할 수 없다.
질산칼륨. (질산칼륨, KNO3). 짜고, 쓰며, 흰색의 결정성 분말. 중성이다. 2,5 kg 고기를 보존하려면 0,5그램의 질산칼륨을 100g의 따뜻한 물에 녹인다. 잘게 썬 고기에 이 용액을 적신다. 질산칼륨은 많이 사용하면 매우 쓰고 독성이 강하므로 정확한 투여에 주의해야 한다.
글루탐산(아미노-피로글루탐산, 아미노-글루타르산, НООС-СН2-СН2–СН(NH)2–СООН)은 거의 모든 단백질에 들어 있는 아미노산이다. 각종 수프와 국물 농축액(Podravka, Knorr 등)을 만들거나 육류를 보존하는 데 사용된다. 1 kg kg의 고기에는 5 g의 용해된 글루탐산을 사용한다.
명반(칼륨-알루미늄-황산염, KAl(SO4)2은 순수한 상태에서 보존 처리, 즉 부드러운 과일과 채소의 구조를 단단하게 하여 보존 과정에서 부서지거나 무너지지 않도록 하는 데 사용된다. 과일 또는 채소 1 kg에는 1,4 g의 명반을 사용한다.
석회유. 명반과 동일한 작용을 한다. 소석회 0,5 kg를 5리터의 물에 녹여 하룻밤 두고, 조심스럽게 디캔팅(맑은 용액의 약 2/3을 따라냄)한 뒤, 이 석회유 [Ca(OH)2]에서 과일이나 채소를 15-20 m분 동안 담가 두었다가 마지막에 따뜻한 물로 헹군다.
구연산. 구연산은 식물계에 매우 널리 분포한다. 거의 모든 과일에서 발견된다 (옥시–프로판–트리카르복실산, C6H8O7) 무취의 무색 구연산 결정은 따뜻한 물에 잘 녹는다. 과일 1 kg kg에는 1에서 2g의 산이 필요하다.
주석산. 무색, 무취의 (C4H6O6), 그 칼륨염은 포도주에 들어 있다. 이 산의 작용은 구연산과 비슷하다.
아세트산. 무색이며, 자극적인 냄새가 나는 강한 산성의 부식성 물질(СН3СООН). 곰팡이와 박테리아의 큰 적이다. 일정 농도 이상에서는 산성 환경에서 박테리아가 살 수 없다. 그래서 아세트산은 보존용으로 매우 자주 사용된다. 상점에서는 다양한 농도(강도)로 판매된다. 어떤 제품 1 kg에 대해서는 약 2-3데시리터의 10%–용 아세트산 용액이면 충분하다. 아세트산은 많은 금속(철, 알루미늄, 구리, 아연)을 파괴한다. 구리나 아연과 결합하여 생성된 아세트산 화합물은 독성이 있으므로, 아세트산의 포장용기로는 유리, 세라믹, 에나멜, 플라스틱 또는 목재 용기만 사용할 수 있다.
살리실산은 백색의 바늘 모양 결정성 분말로서 냄새가 없다(C6H4(OH)COOH). 이는 세포독성이 있어 박테리아와 포자를 파괴한다. 더 많은 양에서는 사람의 생체에도 독성이 있으므로, 보존에는 더 적고 정확히 정해진 양만 사용한다. 과일 1 kg에는 최대 0,8 g을 첨가한다.
벤조산은 흰색의 비단 같은 침상 또는 판상 결정성 물질(Н6С5СООН)이다. 세균과 포자를 매우 잘 제거한다. 더 많은 양에서는 인체에 해로운 영향을 미치므로, 1 kg 제품에 0,5그램만 첨가한다.
접착제
합성 접착제는 매우 많은 종류가 점점 시장을 차지하고 있다. 그러나 »범용 접착제«라는 명칭에 속아서는 안 된다. 이러한 접착제는 좋지만 범용은 아니며, 어떤 재료에는 잘 접착되고 어떤 재료에는 약하게 접착된다.
국내 시장에서 구할 수 있는 몇 가지 가장 중요한 접착제를 소개하고, 각 접착제로 어떤 재료를 가장 잘 접착할 수 있는지 함께 설명하겠습니다.
동물성 아교(골아교, 가죽아교)는 종이, 목재, 직물, 셀로판을 접착하는 데 사용되며, 이들을 가죽과 유리에 접착하는 데도 쓰인다.
Вenzol은 폴리스티롤의 용제이며, 즉 그 접착제이다. 폴리스티롤 판재끼리의 접착 외에도, 벤졸을 사용해 폴리스티롤에 플렉시글라스, 셀룰로이드, 셀로판을 접착할 수 있다.
물유리는 유리와 경질 재료를 접착하는 데 사용되며, 예를 들어 섬유, 종이, 금속, 자기, 세라믹과의 접착, 또는 이들 상호 간의 접착에 사용됩니다.
클로로포름은 용제이며, 즉 플렉시글라스용 접착제이다. Plexiglas는 클로로포름으로 유리, 도자기, 자기, 폴리스티롤, 셀룰로이드에 접착할 수 있다.
Boropor는 고무와 고무, 고무와 금속, 가죽, 유리, 도자기, 목재, 직물을 접착한다. 또한 가죽을 금속에 접착하며, 유리와 목재에는 덜 강하게 접착한다.
Oho »범용« 접착제는 유리, 도자기, 목재, 폴리플라스트, 금속 접착에 성공적으로 사용된다.
Risopren(인조 고무)은 주로 고무와 가죽을 접착하는 데 사용됩니다. 리놀륨, 포돌리트, 비나즈 판, 콘크리트 위의 마루판 접착에도 권장됩니다.
Savanol은 가죽, 고무, 울트라파스, 카펫류 바닥재, 직물, 목재, 슬레이트 시트 및 아연도금 철판의 접착에 사용됩니다.
네오스틱 un »만능« 접착제. 가죽, 목재, 고무, 섬유 등 다양한 재료의 접착에 사용할 수 있다.
Drvofix는 목재, 목재판(패널, 파티클보드 등), 스티로폼과 목재, 마루판과 목재 바탕면 등을 접착하는 접착제이다.
Teleol(네오프렌). 가죽, 고무, 플라스틱, 섬유, 목재, PVC 바닥재 등을 접착하기 위한 접착제.
Krautoxin (Kunstsoff aus der Tube). 두 성분형 접착제로, 두 성분을 먼저 혼합한 뒤 30분 이내에 사용한다. 금속, 돌, 유리, 도자기, 열경화성 플라스틱(베이클라이트) 등을 접착한다.
에폭시 접착제, 예: ARALDIT(스위스), ЕРON(Shell), EPILOX(Buna-werke), EPORESIT(헝가리)는 분말, 페이스트, 막대형, 유제 형태로 시장에 간헐적으로 출시된다. 특히 금속과 금속, 또는 고무, 가죽 등과의 접착에 매우 우수한 접착제이다.
Desmodur, desmoden은 폴리우레탄 접착제로, 금속과 고무를 접착할 때, 또는 금속과 금속을 접착할 때 사용됩니다.