과학 다반사

3. 물의 과학
3.2 신비한 용매, 물 part 1

 

  우리가 매일 마시는 물은 모두 수용액(aqueous solution)입니다. 용액(solution)이란 두 물질 이상이 분리되지 않은 채 균일하게 섞여 있는 물질을 말합니다. 대부분 액체로 존재하지만, 고체나 기체도 균일하게 섞여 있으면 용액이라고 합니다. 용액은 용매(solvent)와 용질(solute)로 이루어져 있습니다. 두 가지 이상의 액체가 섞여 있다면 양이 많은 물질이 용매, 양이 적은 물질을 용질이라고 부릅니다. 두 가지 다른 상태의 물질(예: 고체+액체, 기체+액체)이 섞여서 액체가 됐다면, 액체가 용매이고 다른 상태의 물질이 용질이 됩니다(물질 쫌 아는 십 대, 장홍제). 수용액이란 물이 용매인 용액을 이야기합니다. 여기서 용질은 무엇이던 물이 아니고 물에 녹는 물질이면 다 가능합니다. 주스나 차, 콜라, 사이다, 이온 음료, 맥주, 소주 등 대부분 음료가 다 수용액입니다. 즉, 물에 녹는 다양한 성분들이 용질로 물에 녹아 섞여 있는 것입니다. 
  우리가 흔하게 마시는 생수도 미네랄 성분이 녹아있는 수용액입니다. 정수과정을 겪거나 물을 끓인 후 증기를 식혀서 다시 받으면 물속에 녹아있던 용질 성분을 제거할 수 있습니다. 일반 가정에서 사용하는 정수기는 수돗물 속의 용질의 99%를 제거해줍니다. 물을 끓여서 다시 받은 물은 증류수라고 하는데, 증류수를 여과하여 용질 성분을 완전에 가깝게 제거한 순수한 물을 3차 증류수(deionized water)라고 합니다. 순수한 물을 마시면 복통과 설사 증상이 있을 것이라는 오해가 있지만, 이는 잘못된 정보입니다. 순수한 물을 마셔도 특별히 문제가 될 일은 없습니다. 일단, 세상의 모든 용기에는 소금이 일정 수준 이상 항상 묻어 있습니다. 이미 3차 증류수를 마시려고 컵에 따르는 순간 적은 양이지만 일정 수준의 용질이 녹아 들어갑니다. 그리고 우리 입안에 들어가는 순간부터 소장으로 흡수될 때까지 소화기관을 거치면서 체내에 높은 농도로 존재하는 다양한 용질이 녹아 들어가기 때문에 소장에 도달했을 때 더는 순수한 물이 아니게 됩니다.

​글 그림 김준곤

2020년 7월 13일

  생수라고 해도 생산지역이나 브랜드에 따라서 맛이 다릅니다. 물맛을 결정하는 큰 요인으로는 녹아있는 미네랄의 종류와 양, 그리고 물의 산도가 있습니다. 미네랄 성분과 산도는 어느 정도 연관이 있습니다. 마시는 물은 미네랄의 성분에 따라서 하드 워터(hard water), 소프트 워터(soft water)로 구분합니다. 하드워터는 칼슘(Ca2+), 마그네슘(Mg2+) 이온의 함량이 높은(> 121 mg/L) 물로 텁텁하고 쓴맛을 가집니다(Sengupta, Int J Prev Med. 2013, 8, 866–875). 소프트 워터는 칼슘과 마그네슘의 함량이 낮은(< 60 mg/L) 물로써, 상대적으로 소듐(나트륨, Na+), 포타슘(칼륨, K+)의 함량이 높은 물입니다. 통상 생수의 미네랄 총량이 100 mg/L일 때 물이 가장 맛있다고 합니다. 그래서, 전 세계에서 제일 큰 음료 회사에서 나오는 미국의 D 생수에는 "맛"을 내기 위해서 미네랄을 인위적으로 첨가합니다. 하드 워터의 알칼리 토금속 이온(주기율표의 2족 원소로 물에 녹으면 2가의 이온이 됨)은 주로 이산화탄소(CO2)가 물에 녹아 형성된 탄산(H2CO3)과 결합한 탄산칼슘이나 탄산마그네슘으로부터 나오게 됩니다. 탄산칼슘과 탄산마그네슘은 물에 잘 녹지 않고 침전되지만, 석회 성분이 많은 지반이 수원지인 생수는 조금씩 칼슘과 마그네슘이 물속에 녹아 들어가게 됩니다. 칼슘이나 마그네슘이 물에 이온으로 녹게 되면서 금속이온과 결합해 있던 탄산도 물에 녹게 됩니다. 탄산도 산성 물질입니다. 탄산이 물에 녹으면 물의 pH는 7보다 낮은 산성이 됩니다. 순수한 물은 pH가 7 정도의 중성으로 아무 맛이 나지 않지만, pH가 5~6.7 정도로 낮으면 신맛이나 금속 맛이 납니다. 염기성(pH가 7.8~10) 물은 미끌미끌하고 쓴맛이 납니다.

© 김준곤

Contact Us

맨투맨 사이언스

 

서울 서초구 서초중앙로 24길 5 맨투맨빌딩 5층

Tel. 02-594-0236

Email. mtmsc@naver.com

© 2020 by MTM Science. All right reserved

  • Facebook