소금이나 설탕 같은 물질은 물에 잘 녹습니다. 이는 누구나 아는 사실이며 국수나 여러 가지 요리를 할 때, 수프의 간을 맞출 때 관찰할 수 있고 직접 맛도 볼 수 있습니다. 소금은 녹아도 사라지지 않으며, 맛을 보면 바로 알 수 있습니다. 일단 용해도는 물질이 지닌 측정 가능한 성질이라는 점을 알아두어야 합니다. 물질에는 무한정 많은 양이 녹을 수 있는 것이 아닙니다. 예를 들어 소금의 용해도는 36%입니다. 따라서 100g의 물에 36g 이상의 소금을 넣으면 초과하는 소금은 더 이상 녹지 않고 용기 바닥에 가라앉아 앙금을 형성합니다. 이러한 것을 포화 용액이라고 합니다.
대서양에는 100g의 바닷물에 약 3.5g의 소금이 함유되어 있습니다. 그런데 사해의 소금 함유량은 거의 30g에 육박합니다. 이러한 소금 용액은 보통의 물보다 밀도가 훨씬 큽니다. 따라서 물보다 밀도가 약간 큰 사람의 몸은 사해에서는 가라앉지 않습니다. 보통의 물에서는 가라앉지 않기 위해 손발을 움직여 헤엄을 쳐야 합니다. 반대로 사해에서 잠수를 하려면 몸무게를 늘리기 위해서 무거운 물체를 가지고 물속에 들어가야 합니다.
물질의 용해도는 온도에 따라 달라집니다. 따라서 용매를 가열하면 용해도는 높아지는 물질이 많이 있습니다. 단, 소금에서는 이런 현상이 나타나지 않습니다. 하지만 설탕에서는 이런 현상이 나타나는데 설탕의 용해도는 20도의 물 100g에서 200g을 초과합니다. 그런데 물을 100도로 가열하면 용해도는 400g 이상으로 높아졌다가 온도를 낮추면 설탕 일부는 다시 결정으로 변하게 됩니다. 따라서 시럽을 만들려면 용액을 가열해야 합니다. 젤리나 잼을 만들 때는 추가로 젤 형성제가 필요합니다. 과일에 포함된 물질과 젤 형성제에 들어 있는 물질을 결합하여 젤 형태의 물질을 만드는데, 이는 입에서 다시 녹게 됩니다.
냉동식품은 냉동고에 보관하지 않으면 녹아서 부패합니다. 화학자들은 언다는 거을 응고 한다라고 말합니다. 이와는 달리 녹다는 표현은 사용되는데, 얼음결정이 녹는다는 것은 화학자가 아니라도 아주 익숙한 개념입니다. 고체와 액체 사이의 변화는 순수하게 물리학적 성격을 띤다는 점을 강조하고 싶습니다. 물질은 화학적인 의미에서 고유한 성질이 변하는 것은 아닙니다. 즉 물은 얼음이 되어도 물이며, 단지 상태만 변화할 뿐입니다. 얼음 상태에서 물은 고체입니다. 수도관에서 나오는 보통의 물은 액체이며, 물을 끓이거나 뜨거운 물로 샤워할 때 생기는 수증기는 기체입니다. 물은 끓이면 증발을 합니다. 물은 100도에서 끓는점에 도달하는데, 이때 물은 액체에서 기체로 변하게 됩니다. 수증기는 온도가 내려가면 다시 응축을 하게 됩니다. 물은 0도에서 얼기 시작하여 온도가 더 내려가면 얼음으로 변합니다. 음료수에 얼음을 넣으면 얼음이 녹는데, 이는 고체에서 액체로 변하는 것입니다.
사람들은 아주 오래전부터 물질이 입자로 존재한다고 생각을 해왔습니다. 그런데 현미경으로만 파악할 수 있는 미세한 입자들의 화학적 분석에는 몇 가지 어려움이 따릅니다. 따라서 이해를 돕기 위해서 먼저 고체, 액체, 기체의 상태에 대해서 조금 더 설명을 해보겠습니다. 화학자들은 물의 세 가지 상태를 설명할 때, 모든 물체는 가장 작은 입자로 이루어져 있다는 가정에 출발합니다. 물질을 계속 쪼개다 보면 언젠가는 가장 작은 입자가 나타나는 시점에 도달하게 됩니다. 이 입자를 단순하게 작은 구로 생각을 해 봅시다. 세 가지 상태를 설명할 때는 입자의 배열, 입자 사이의 간격, 입자의 운동성, 입자 사이의 인력도 고려를 해야 합니다.
고체 상태인 얼음에서는 입자 사이의 간격이 극도로 작고 배열은 매우 규칙적입니다. 이는 상자에 들어 있는 구슬이나 공을 생각하면 쉽게 이해할 수 있습니다. 구슬이나 공, 즉 입자는 서로 강하게 끌어당기기 때문에 가깝게 붙어있습니다. 입자 사아의 간격이 매우 가깝고 상호 간에 인력이 작용하기 때문에 입자는 거의 움직이지 않습니다. 따라서 입자는 이동하기가 어렵고 압축되지가 않는 것입니다.
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