[홈스쿨 길라잡이] 과학 잘하는 방법 ③?

장성규 두산에듀클럽 과학강사

화학은 환경공학, 화학공학, 식품과학 등의 기초가 되는 학문이다. 외국에서는 대학에서 화학을 공부하고 대학원 과정에서 응용학문을 공부한 사람들이 취업도 잘 되고 학문적으로도 크게 성공하는 것을 볼 수 있다. 중등과정에서는 물질의 특성과 화학반응 그리고 원자 개념에 대해 공부하고 고등과정에서는 이러한 기초를 토대로 좀더 구체적인 공부를 하게 된다. 화학은 기초가 부족하면 공부하기가 어려우므로 기초적인 용어부터 머리 속에 잘 정리해 두는 것이 좋다. 더불어 생활에서 접할 수 있는 다양한 화학반응 들을 통해 화학에 흥미를 갖도록 노력해 보자. ▦물질과 물질의 변화=물질은 공간의 일부를 차지하며 질량을 갖고 있는 하나의 물체다. 책상ㆍ책ㆍ신문ㆍ금ㆍ은ㆍ공기ㆍ물 등을 포함한 주변의 모든 것들이 다 물질이다. 물질은 크게 고체, 액체, 기체의 3가지 상태로 나뉘어져 있다. 쉬운 예로 물은 열의 출입으로 인해 기체인 수증기로 변하기도 하고 고체인 얼음으로 변하기도 한다. 얼음이 물로 변하는 현상을 화학적 용어로 ‘융해’라 하고 물이 수증기로 변하여 증발하는 것은 ‘기화’라고 한다. 이처럼 물질의 상태변화도 화학의 기초이다. ▦원자와 화학반응=한 종류의 원자로 만들어진 원소를 명명할 때 원소기호를 사용한다. 화학을 잘 하기 위해서는 복잡한 원소기호를 암기하는 것이 기본이다. 원소주기율표 펼쳐놓고 1번 수소부터 20번 칼슘까지 무조건 다 외워야 한다. 원자가 모이면 분자가 되고 분자들의 결합과 반응으로 새로운 물질이 만들어진다. 이러한 반응에서는 일정한 규칙을 갖게 되는데 질량보존의 법칙이나 일정성분비의 법칙, 기체반응의 법칙들이 화학반응에서의 나타나는 규칙성이다. ▦재미있는 화학반응들=겨울철에 인기있는 손 난로는 철이 공기중의 산소와 반응해서 녹슬 때 열이 발생하는 원리를 이용한다. 철이 자연적으로 녹슬 때는 오랜 기간에 걸쳐서 서서히 일어나기 때문에 열을 느낄 수 없으나 활성탄과 소금을 철 가루에 섞어서 산화반응이 빠르게 일어나게 하면 따뜻한 손 난로를 만들 수 있다. 화학반응의 원리를 알면 불 없이도 달걀을 삶을 수 있다. 생석회를 통에 담고 물을 부은 다음 그 속에 달걀을 담가 놓으면 시간이 지나면서 서서히 달걀이 익기 시작한다. 석회가 물에 녹아 수산화칼슘으로 변하면서 80도가 넘는 열을 내기 때문이다. 날 달걀로 못을 박을 수도 있다. 드라이 아이스와 알코올을 그릇에 담고 날 달걀을 넣어 5분 정도 지난 후에 꺼내보자. 나무판에 못을 박을 정도로 달걀이 딱딱해져 있을 것이다.