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왜 오줌을 싸면 이불에 지도를 그리는 걸까?
조회 7,373 2014.12.10 신고

탐구 목표 
크로마토그래피의 원리를 이해하고 검은색 수성 사인펜이 
여러 가지 색으로 구성되어 있음과 실생활에서 혼합물의 분리에 이용되는 예를 알아볼 수 있다.

 

탐구 레벨 
초 4 혼합물의 분리

 

탐구 요약 
물질을 이루는 분자들 사이에 흡착력 차이 즉 용매를 따라 이동하는 용질과 매질사이의 친한 정도에 따른 이동 속도 차이를 이용한 혼합물의 분리 방법을 여러 가지 실험을 통해 이해하기 쉽게 된다.

 

준비물 
- 검정색 싸인펜, 분필, 거름종이 등



왜 오줌을 싸면 이불에 지도를 그리는 걸까?

꿈 속에서 할머니댁에 놀러간 한별이는 할머니가 주신 수박을 맛있게 먹고 있었어요. 수박을 배불리 먹었더니 한별이는 갑자기 오줌이 마려워오기 시작했어요.
휴 살았다. 어, 이런 꿈이었네!
한별이는 그만 이불에 실례를 하고 말았던 것이었어요. 걱정스런 한별이는 아침이 되어 이불을 펼쳐 보았어요. 어, 그런데 이불에 커다란 지도가 그려져 있는게 아니겠어요?




모세관현상

오줌의 성분은 대부분 물과 약간의 노폐물과 요소로 이루어져있어요. 모세관 현상이 무엇일까요? 어떤 것들이 있을까요?
오줌이 이불에서 둥글게 띠를 이루며 자국을 남긴 것은 물이 이불에 흡수되면서 오줌 속 성분들도 함께 이불을 따라 이동했기 때문이에요.
이러한 현상을 모세관 현상이라고 해요.
예를 들어 옷에 잉크가 떨어졌을 때 퍼지는 것이나 휴지에 물이 흡수되는 경우, 얇은 유리관이나 빨대에 물이 빨려 올라가는 모습 등이 모세관 현상의 대표적 예랍니다.




크로마토그래피란 무엇일까요?

크로마토그래피란 무엇일까요?
1960년대 러시아의 식물학자 미카엘 츠베츠가 탄산칼슘을 채운 유리관을 이용하여 식물 잎의 색소를 분리하는데 처음 이용한 기술로, 희랍어인 Chroma 와 Graphein의 복합어로 색을 기록한다는 뜻을 가지고 있어요. 분리하려는 물질과 종이 사이에 친한 정도를 이용한 것이에요.
즉 각 성분들이 관을 통과하는 이동속도 차이를 이용한 분리방법이죠.




검정색 사인펜의 변신 - 분필

분필에 검정색 싸인펜으로 선을 그은 후 물에 담그어 변화를 관찰해 보아요. 물이 분필에 흡수되어 올라가면서 검정색 색소가 여러가지 색소로 나누어 지는 것을 볼 수 있어요.
이번에는 물과 알콜 일대일 혼합용액에 분필을 올려놓고 변화를 관찰해보아요.




검정색 사인펜의 변신-거름종이

거름종이에 검정색 싸인펜으로 점을 찍은 후 물에 담그어 변화를 관찰해 보아요. 물이 종이에 흡수되어 올라가면서 검정색 색소가 여러가지 색소로 나누어지는 것을 볼 수 있어요.
이동속도가 가장 빠른 A 색소는 종이와 친한 정도가 작기 때문에 멀리 이동할 수 있어요. 이동속도가 가장 느린 C는 종이와 친한 정도가 크기 때문에 이동한 거리가 짧은 것이에요.
즉 모세관 현상으로 물이 거름종이 윗쪽으로 흡수되어 이동할 때 싸인펜 색 속에 포함되어 있는 아주 작은 색소 분자들도 함께 이동하게 되죠.
이 때 분필에 흡착하는 성질이 약한 색소 분자일 수록 빨리 올라가고, 분필에 흡착하는 성질이 강한 색소 분자일수록 느리게 올라가게 되어요.
즉 색소분자의 성질에 따라 이동 속도가 다르므로 싸인펜의 검은색을 구성하고 있는 색소를 분리할 수 있어요.




크로마토그래피를 활용한 예

도핑테스트는 통상적으로 운동경기에서 체력을 극도로 발휘시켜 좋은 성적을 올리게 할 목적으로 선수에게 심장 흥분제, 근육 증강제 등의 약물을 다양한 수단을 통해 주입하는 것을 검사하는 테스트를 말해요.
도핑테스트는 단순히 운동경기 뿐만 아니라 마약 복용 여부를 수사하는 경우에도 쓰이는 등, 범죄수사에서도 활용되는 기술이에요.
도핑테스트 대상자의 혈액이나 소변을 채취하고 난 다음 도핑테스트 기관은 크로마토그래피 라는 기술을 활용해 부정약물 복용여부를 검사하게 되어요.




크로마토그래피를 이용한 책갈피 만들기 

크로마토그래피를 이용한 책갈피를 만들어볼까요?
수성사인펜으로 거름종이에 책갈피로 쓰기에 알맞은 모양의 점이나 선으로 그림을 그려요. 거름종이가 바닥에 닿지 않도록 패트리 접시 위에 올린 후 스포이드로 알콜 수용액을 한방울씩 그림에 직접 떨어트리지 않도록 그림의 중심에 떨어트려요.
사인펜의 색깔이 원하는 정도로 나누어지면 드라이어를 이용하여 잘 말린 후, 코팅을 하고 원하는 부위에 펀치로 구멍을 뚫고 리본을 매어주면 책갈피 완성!



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