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다 흡수해버리겠어!- 물유리(water glass)

<KISTI의 과학향기> 제423호
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‘낮부터 내린 비는 이 저녁 유리창에 이슬만 뿌려놓고서…’ 십여 년 전 인기를 끌었던 가수 햇빛촌의 ‘유리창엔 비’라는 노래 도입부다. 그렇다. 비가 아무리 와도 유리창에는 빗방울만 맺힐 뿐이다. 그런데 만약 유리가 물에 녹거나 이상이 생긴다면 어떨까. 그렇다면 지금까지 오랜 기간 우리와 함께한 유리창, 유리병, 유리컵 등은 존재하지도 않았을 것이다. 그런데 놀랍게도 유리는 물에 녹는다. 더 정확히 말하자면 물에 녹는 유리가 존재한다. 아니, 유리가 물에 녹는다면 과연 유리라고 부를 수 있을까?일반적으로 유리는 이산화규소와 탄산나트륨 또는 탄산칼슘 등을 고온에서 섞어서 녹였다가급히 냉각시켜 만든다. 그런데 이산화규소에 탄산나트륨을 일정 비율로 섞어 1,300도~1,500도에서 서로 용융한 후, 저압 증기 솥에서 처리하면 규산나트륨이 만들어진다. 규산나트륨은 일종의 염으로 소금이나 염화칼슘처럼 물에 잘 녹는 성질을 갖는다. 흔히 말하는 ‘물유리(waterglass)’는 규산나트륨 또는 규산나트륨 수용액이며, 물에 잘 녹는 성질 때문에 이러한 이름이 붙여졌다. 물유리는 이산화규소에 알칼리 성분을 섞어 인공적으로 만들기도 하는데, 주로 섞는 것이 나트륨을 포함한 물질이고, 또한 다른 알칼리 성분보다 나트륨을 섞었을 때 그 녹는 정도가 크기 때문에 물유리를 규산나트륨이라고 부르기도 한다.



물유리가 유리인 것은 규소(SiO2)를 원재료로 하기 때문이다. 유리는 여러 가지 성분으로 이루어져 있는데 가장 기본적인 주원료는 산화규소로, 규사 또는 규석이며 추가적으로 어떤 재료를 넣느냐에 따라 칼륨석회유리, 소다석회유리, 납유리 등 다양하게 구분된다. 석영 유리라고 해서 다른 물질을 첨가하지 않고 오직 규소로 만든 유리도 있기는 하다. 어찌 됐든 규소를 원재료로 하는 물유리 역시 다른 유리에 비해 물에 잘 녹는다는 점을 뺀다면 엄연히 유리인 것이다.



그렇다면 물유리는 어디에 쓰일까?



구운 김이나 과자봉지에서 흔히 본 흡습제, 실리카겔(silica gel)이 바로 물유리를 이용한 제품이다. 실리카겔은 물유리에 염화칼슘을 가하여 생긴 침전을 염산과 물로 세척하여 칼슘이온을 제거한 후, 건조시켜 얻는데 유리의 주 원료인 규산(실리카)의 겔 상태라는 의미에서 실리카겔이라고 불리게 된 것이다.

실리카겔은 1g 당 표면적이 3백∼4백㎡ 이상 될 정도로 표면적이 큰데 수분이나 기체를 잘 흡수하기 때문에 흡수제로 이용된다. 실리카겔은 자기 무게보다 더 많은 양의 물을 흡수하는 고흡수성수지로 아기 기저귀나 여성용 위생용품, 찜질 팩 등의 주재료이기도 하다.



호기심이 많은 분들은 한번쯤 과자나 김 봉지 안에 들어 있는 실리카겔을 뜯어 본 적이 있을 텐데 그 색을 확인해 보셨는지? 원래 실리카겔은 무색이기 때문에 공기 중의 습기를 먹어도 겉으로 확인이 어렵다. 그래서 그 중에 몇 개는 염화코발트라는 화합물을 섞어 푸른색을 띄게 만들어 놓았다. 염화코발트는 물을 흡수하면 붉은색으로 변하기 때문에 색의 변화를 통해 흡수 여부를 판단할 수 있도록 하기 위해서다. 이렇게 색이 변한 실리카겔을 전자레인지에 넣어 열을 주게 되면 본래 푸른색이 돌아오면서, 다시 사용할 수 있다니 참고하시기 바란다.



산업분야에서는 이러한 성질을 이용해 물유리를 표백제나 세정제로도 사용하고 있으며, 강한 흡착력으로 인해 섬유 산업이나 내장재의 염료 착상이나 고착제로도 활용한다. 건물이나 구조물을 지을 때도 물유리는 유용하게 쓰인다. 시멘트에 물유리를 섞으면, 시멘트가 굳는 시간을 단축하고, 수분에 강한 콘크리트를 생성하게 된다.



물유리는 우리가 흔히 알고 있는 유리와는 다르지만 유리다. 하지만 어느 것이 더 중요하고,어느 것은 그렇지 않다라고 말할 수 있을까? 똑같이 탄소로 만들어진 다이아몬드와 흑연 역시 다이아몬드가 더 고귀하고, 흑연은 그렇지 않다라고 하는 것도 이치에 맞지 않다. 다 나름의 쓰임새가 있기에, 유리이던, 물유리이던 적재적소에 쓰인다면 그 만큼 다 값지고 소중하다고 하겠다. (글 : 과학향기 편집부)

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이미란
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실리카겔이 물유리로 만들어 졌군요. 좋은정보 감사합니다.

2009-04-15

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김명기
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편집자님께서 조금 잘못알고 있네요.

실리카겔은 물유리와 Acid(보통은 황산을 사용합니다)의 반응에 의해 만들어지구요.
우리가 생활속에서 흔하게 접하는 실리카겔은 비표면적이 700m2/g 이상이지요.

실리카겔의 사용용도로 설명한 고흡습성 수지로의 사용은 안하고 있고, 그런용도는 고흡습성의 고분자물질을 이용하는 것으로 알고 있습니다.
하지만 일반인들이 모르는 사이에 일상의 생활속에서 접하고 있답니다.
커피크림속에도 들어있으니깐요.그외에도 아주 많은 용도로 사용된답니다.

편집자님께서 정보를 더 조사하여 글을 올려야 했다고 생각합니다.

기사를 쓴분은 화학을 전혀 모르는 사람같아요.

인터넷 검색하면 이 기사를 여러분들이 퍼가셨는데 국가에서 운영하는 과학기술포털에서 잘못된 정보를 제공했네요.

2007-12-20

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이상원
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아....그렇구나 ㅎㅎ

물유리가 매우 생소한 것인줄만 알았더니
우리가 먹는 김의 방습제였다니 ㅎㅎ

2006-05-07

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박장규
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유리가 그렇게 만들어지는군요.....

마지막 귀절이 마음에 와 닿네요.

'적재적소에 쓰인다면 그만큼 다 값지고 소중하다' - 옳은 말씀입니다.

2006-03-29

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Jason
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학교때 물리,화학을 좋아하던 사람으로 지금은 소프트웨어를 하고있지만, 이만한 기사는 일반인에게도 많은 도움을 줄듯합니다. 물론 내용에 있어서 정확하게 전달해야겠지만 오류지적시 "실망스럽다"는 표현보다는 "이런 표현이 더 정확하다"라는 어감이 더 설득력있어보이는군요..

2006-03-28

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과학향기
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안녕하세요. 독자님. 과학향기입니다.
과학향기에 보내주시는 성원에 항상 감사드립니다.

물유리(water glass)는 규산나트륨, 혹은 규산나트륨 수용액을 일컫는 전문용어입니다.
또한 실리카겔 자체가 물유리는 아니며 칼럼에서 언급한 바와 같이 실리카겔을 얻기 위한 하나의 방법으로 물유리를 이용할 수 있습니다.
강한 알칼리성인 물유리를 산으로 중화시켜 생성된 침전을 건조시키면 실리카겔이 되는 것입니다.

앞으로도 애정 어린 관심 부탁드립니다.

과학의 숲을 보는 즐거움
KISTI 과학향기

2006-03-27

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과학향기
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안녕하세요. 독자님. 과학향기 입니다.

염화코발트를 섞은 푸른빛의 실리카겔은 수분을 흡수하면 붉은 색으로 변합니다.
붉은 색으로 변한 실리카겔에 열을 가해 습기를 제거하면 본래 색이 다시 돌아오며, 재사용할 수 있습니다.

도움이 되셨길 바랍니다.
좋은 하루 되세요.

과학의 숲을 보는 즐거움
KISTI 과학향기

2006-03-27

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이강용
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저는 엔지니어 입니다.다소 틀리는 부분이있어도 창의력의 한부분이라 생각합니다.
과학원리를 실생활에 이토록 근접시켜 주는 곳은 착디 어렵습니다.
과학향기의 열렬한 팬이되겠습니다.화이팅

2006-03-27

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Kitty
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오늘의 과학향기는 정말 실망스럽습니다. 실리카겔을 굳이 유리라고 칭하는 것은 말장난에 불과한 것 같습니다. 모든 규소화합물이 유리는 아닐텐데, 수용성 규소화합물이라고 물유리라는 용어를 사용한 것이 그다지 타당성 있어 보이지 않습니다.
또, 실리카겔중 때때로 푸른색이 섞여 있는 것은 실리카겔 자체의 색상이 아니라 염화코발트라는 성분을 섞은 것으로 알고 있습니다. 또한 색상도 수분이 적을 때는 청색이고 수분을 일정 이상 흡수하면 분홍색이 됩니다.
많은 분들이 읽는 글인 만큼 좀 더 용어 선택이나 사실 확인을 신중하게 해 주셨으면 좋겠습니다.

2006-03-25

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김사무
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아랫분이 쓰신 글 보고 지금 혼란이...........

2006-03-25

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김안순
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과학향기 계속 잘 읽고 있습니다. 참 좋은 정보임에 틀림없습니다. 아래 kitty분 비슷하신 분들께 드리고 싶어서 처음으로 글을 써봅니다. 과학향기는 저같은 일반인들이 많이 보고 있을 겁니다. 그래서인지 내용에 대한 부정적인 시각보다는 긍정적인 시각으로 계속 접하고 있습니다.물론 전문가가 아니니까요.하지만 전문인 입장에서 내용이 못미치면 더 심도깊게 아시는 내용을 보충 설명해 주셨으면 합니다.실망스럽다, 말장난이다. 하시지 마시고요. 서로 더 좋은 정보를 공유해 나가면 얼마나 유익하고 따뜻한 공유방이 되겠습니까. 과학향기 편집부원님들 힘내시고 좋은 글 계속 부탁드립니다.

2006-03-25

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어허허허허
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그래도 kitty님 같은 분이 있어야 우리가 잘못알고 있는 사실을 수정할 수 있죠... '실망스럽다'라는 말은 좀 심했지만 다른말은 틀리지 않는데요.

2006-03-25

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권민금
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흥미로운 내용 알게 해 주셔서 고맙습니다.^^

2006-03-24

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박정영
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좋은 글입니다.

2006-03-24

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과학향기팬
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참 재미있습니다. 앞으로 쓸모도 있을 듯한 지식이네요. 감사합니다.

2006-03-24

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노숙자
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저는 실리카켈이 딱딱하면 흡습이 다 된 상태인 걸로 알고 있었습니다.
실리카겔이 푸른색이 아니면 흡습제로 계속 사용해도 되나요?

2006-03-24

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김재형
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오..전자레인지로 살짝 습기를 증발시켜서 또 쓸수 있다는...재미있군요...

2006-03-24

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