[과학] 혼합물의 의미와 종류, 일상생활에서 혼합물 분리하는 생활용품

혼합물의 의미와 종류 우리가 주변에서 보고 만지는 모든 사물, 즉 연필, 신발, 가방, 컴퓨터, 인형, 돌, 나무, 시냇물, 사람의 몸 등은 모두 물질로 이루어져 있다. 이러한 물질들은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 여러 가지 물질이 섞여 있는 ‘혼합물’이고, 나머지 하나는 한 가지 물질로만 이루어진 ‘순물질’이다. 혼합물이란 고유의 성질을 가지고 있는 각각의 물질이 그 성질을 그대로 유지하면서 다른 물질과 섞여 있는 것을 말한다.

곡물 혼합물

 

예를 들어 혼합 곡물에는 쌀, 보리, 좁쌀, 콩, 팥 등 여러 가지 곡물이 섞여 있다. 각 곡물들이 섞이면서 혼합 곡물이 되지만, 혼합 곡물 에 있는 쌀, 보리, 좁쌀, 콩, 팥과 섞기 전의 쌀, 보리, 좁쌀, 콩, 팥은 성질이 변하지 않고 그대로 유지된다. 이러한 혼합물은 각각의 성분 물질들이 균일하게 섞여 있는지 아닌지에 따라서 다시 ‘균일 혼합물’과 ‘불균일 혼합물’로 나눌 수 있다. 균일 혼합물은 혼합물의 어느 부분을 선택해도 성분의 비율이 같다. 설탕물의 경우 어느 부분을 먹어 도 맛이 똑같은 것은 균일 혼합물이기 때문이다. 반면, 불균일 혼합물은 성분 물질이 균일하게 섞여 있지 않아 부분에 따라 성분의 비율이 다른데 흙탕물이 그 예이다.

 

1. 여러가지 혼합물

암석

자연에서 존재하는 대부분의 암석은 여러 종류의 광물이 섞여 있는 혼합물이다. 화산 활동으로 만들어진 화강암에서는 석영, 장석, 운모 등의 광물이 섞여 있는 것을 볼 수 있고, 퇴적암에서는 자갈, 모래, 진흙 등이 섞여 있는 것을 볼 수 있다.

 

금반지

순금으로 만든 반지도 있지만, 순금에 은, 구리, 아연 등을 섞어 만든 18K, 14K 반지도 있다. 18K는 금의 비율이 약 75 %, 14K는 금의 비율이 약 58 %이다.

 

바닷물

바닷물에서 짠맛이 나는 것은 소금이 섞여 있기 때문이다. 바닷물에는 소금(염화나트륨) 외에도 염화 마그네슘, 황산 칼슘, 황산 칼륨 등이 녹아 있다.

 

2. 혼합물을 분리하는 예

사탕수수에서 순수한 설탕을 분리하고, 설탕에 여러 가지 물질을 섞어 다양한 종류의 사탕을 만든다. 바닷물에서 소금을 분리하고, 분리한 소금에 여러 가 지 물질을 섞어 소금 비누를 만든다. 우유에서 지방을 분리하여 생크림과 버터를 만들고, 단백질을 분리하여 치즈를 만 든다.

 

3. 혼합물 소금의 종류

소금은 생성되는 장소에 따라 천일염과 암염으로 나누고, 제조 방법에 따라 재제염, 정제염, 죽염, 자염 등으로 나눌 수 있다.

소금

천일염(天日鹽)

바닷물을 염전에 가두어 자연 상태에 서 햇빛과 바람으로 물을 증발시켜 얻은 소금이다.

 

암염(巖鹽)

바닷물이 땅속에 갇혀 수백만 년 동안 단단 하게 굳어서 만들어진 소금 덩어리이다.

 

천일염 재제염(再製鹽)

천일염을 물에 녹여 거름 장치를 통 해 불순물을 제거한 다음 다시 건조한 소금이다. 정제염(精製鹽) 바닷물을 정수한 후 이온 교환 수지라는 물질을 통해 불순물을 제거하고 순수한 소금 성분만을 추출한 것을 말한다.

 

죽염(竹鹽)

천일염을 대나무 속에 넣어 대나무 입구를 진흙으로 막은 다음 가마에 넣고 약 850 ¾~1,500 ¾ 의 고온에서 8 시간 정도 가열하면 대나무는 타버리고 소금 덩어리만 남게 되는데 이것을 죽염이라고 한다.

 

자염(煮鹽)

소금의 농도가 짙은 바닷물을 끓여서 얻는 소금을 말한다.

 

4. 혼합물 분리도구 설계

청소 도구

생활 속에서 쓰레기를 치우기 위해 다양한 도구를 사용한다. 빗자루는 먼지나 쓰레기를 쓸어 내는 청소 도구이다. 플라스틱, 짚, 띠, 싸리, 짐승의 털 등 으로 만든 것이 있다. 쓰레받기는 비로 쓴 쓰레기를 받아 내는 청소 도구이다. 걸레는 헝겊으로 만들어 더러운 곳을 닦는 데 쓰는 청소도구이다. 솔은 먼지나 때를 쓸어 떨어뜨리 데 쓰는 도구이다. 플라스틱이나 짐승의 털, 가는 철사 등을 묶어서 곧추세워 박고 그 끝을 가지런히 잘라서 만든다. 먼지떨이는 먼지를 떨어 내는 청소 도구로 말총이나 새 털, 헝겊 조각 등을 묶고 가는 자루를 대어서 만든다. 쓰레기통은 쓰레기를 담거나 모아 두는 통이다.

청소도구

진공청소기

먼지떨이 전동기를 이용해 먼지나 티끌을 빨아들여 청소하는 도구이며 진공청소기의 원리는 공기의 압력 차이를 이 용하는 것이다. 즉, 전기를 공급하면 청소기 안의 공기를 밖으로 배출함으로써 청소기 내부 압력이 주변보다 낮아져 청소기 안으로 공기와 먼지 등이 빨려 들어가게 된다. 진공청소기는 1900년대부터 개발되기 시작하여 현대 에 이르렀고, 최근에는 로봇 청소기까지 사용하고 있다. 무선 청소기 또는 청소차 가정이나 기업에서 나오는 쓰레기 또는 도로 위의 먼 지나 낙엽 등의 쓰레기를 흡입하여 청소할 수 있도록 만든 자동차로 그 모습과 용도는 다양하다.

진공청소기