답변 내역
- 알칼리 금속 원소들이 모두 물과 반응하는 이유는 무엇인가요?안녕하세요.알칼리 금속은 1족 원소로 리튬 Li, 나트륨 Na, 칼륨 K, 루비듐 Rb, 세슘 Cs이 해당하고 주기율표에서 가장 왼쪽에 위치하며, 물과의 격렬한 반응으로 잘 알려져 있습니다. 알칼리 금속은 모두 가장 바깥 껍질에 s 전자 1개를 가지고 있는데요 예를 들어, Li: [He]2s¹, Na: [Ne]3s¹, K: [Ar]4s¹의 배치를 갖고 단 하나의 s 전자는 핵으로부터 멀리 떨어져 있고, 다른 전자들에 의해 전자 차폐를 받기 때문에 매우 약하게 묶여 있습니다. 따라서 이 전자는 쉽게 떨어져 나가 양이온(M⁺)을 형성하게 되며, 이것이 알칼리 금속의 강한 환원력의 원인인데요,알칼리 금속이 물에 닿으면 금속 M이 전자 하나를 잃고 M⁺로 산화되며 금속이 전자를 내어주고 물이 그 전자를 받아 수소를 방출하는 전형적인 산화-환원 반응입니다. 이 반응은 매우 발열적인데요, 물과 금속이 접촉하면 금속 표면에서 급격히 전자가 이동하면서 수소 기체와 수산화 금속 용액이 동시에 형성되고, 그 과정에서 큰 열이 방출됩니다. 이때 방출된 열이 주변의 수소 기체에 불을 붙이거나 폭발을 일으키며 특히 K, Rb, Cs 등 무거운 알칼리 금속일수록 외곽 전자가 핵에서 멀리 떨어져 있어 더 쉽게 떨어지므로 반응이 점점 더 격렬해집니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.1300
- 콩나물 요리시 뚜껑을 중간에 열면 안되는 이유안녕하세요.콩나물의 비린내는 주로 콩에 남아 있는 단백질과 지방의 분해 산물 때문인데요, 대표적인 원인이 사포닌과 비린내 유발 아민류입니다.이때 콩나물을 가열하면 세포 내 단백질과 지방이 분해되며 약간의 트리메틸아민 같은 휘발성 염기성 물질이 생기는데, 이것이 바로 삶는 도중 뚜껑을 열면 퍼져나오는 냄새의 주범입니다. 콩나물을 삶을 때 뚜껑을 중간에 열지 말라는 이유는 아민계 냄새의 확산 방지를 위함인데요, 콩나물 속 비린내 원인 물질은 수용성이면서 휘발성입니다. 가열 중에 뚜껑을 닫으면 증기 속에 이 물질들이 응축수에 녹아 국물로 다시 돌아가며 냄새가 상대적으로 약해집니다. 그러나 조리 도중 뚜껑을 열면, 그 순간 휘발성 냄새 물질이 공기 중으로 방출되고, 동시에 콩나물 조직이 산소에 노출되어 산화 반응이 일어나 더 강한 비린내를 냅니다. 또한 콩나물은 90~100°C 부근에서 단백질 변성과 세포벽 연화가 동시에 일어나는데요 조리 중 뚜껑을 열면 내부 압력과 온도가 급격히 떨어지고, 이로 인해 콩나물 표면과 내부의 단백질이 불균일하게 응고되어 질감이 거칠어지고 비린내를 머금게 됩니다. 즉, 일정한 고온과 낮은 산소 환경을 유지해야 콩나물의 단백질이 고르게 변성되어 냄새도 줄고 식감도 부드러워집니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.1310
- 고민해결 완료100
- 제산제가 실제로 위 건강에 미치는 효과는 어느정도 이며 제산제는 어떤 방법으로 위산과 반응하여 소화를 도와주는걸까?안녕하세요. 질문해주신 제산제는 위산 과다로 인한 속쓰림, 위염, 역류성 식도염 등의 증상을 완화하기 위해 사용되는 약인데요, 제산제의 작용 원리는 위 속의 염산(HCl)을 직접 중화시켜 산도를 낮추는 것입니다. 위산(HCl)은 음식의 소화를 돕고 세균을 죽이는 중요한 역할을 하지만, 과도하게 분비되면 위 점막을 자극하여 통증이나 염증을 유발하는데요, 이때 수산화마그네슘(Mg(OH)₂), 수산화알루미늄(Al(OH)₃), 탄산칼슘(CaCO₃), 탄산수소나트륨(NaHCO₃) 등의 제산제가 위산(HCl)과 만나면 중화 반응이 일어납니다.우선 제산제는 직접적으로 소화를 도와주는 약은 아닌데요, 다만 위산 과다로 인한 불편감을 완화함으로써 음식물이 정상적인 위 운동을 되찾도록 돕는 보조적 역할을 합니다. 위산이 너무 많으면 소화 효소인 펩신이 과도하게 활성화되어 점막을 손상시킬 수 있는데, 제산제가 이를 완화합니다. 그러나 위산은 단백질 소화를 위한 펩신 활성화에도 필수이므로, 제산제를 지속적으로 과용하면 오히려 소화력이 떨어질 수 있습니다.따라서 단기적으로는 위산 과다 증상 완화에 매우 효과적이지만, 장기 복용 시에는 위산 분비의 보상 증가 현상이 나타날 수 있는데요, 위가 산이 부족하다고 판단해 오히려 산을 더 분비하게 될 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.135.01명 평가00
- 홍수와 가뭄이 번복되는 이유는 무엇인가요?!안녕하세요. 지구의 기후는 대기와 해양의 순환에 의해 결정되는데요, 엘니뇨와 라니냐 현상은 태평양의 해수 온도 변화로 인해 전 지구적인 강수 패턴을 바꾸어 놓습니다. 엘니뇨 시기에는 서태평양의 해수가 평소보다 차가워지고, 동태평양이 따뜻해져 강수대가 이동하면서 가뭄이 발생하기 쉽고, 라니냐 시기에는 반대로 서태평양이 더 따뜻해져 수증기가 많이 발생하고, 장마나 폭우가 잦아져 홍수 위험이 커집니다. 이처럼, 해양의 온도 변화가 기압계의 흐름을 바꾸어 비의 양과 시기를 불규칙하게 만드는 것입니다.우리나라는 여름철에 남서풍의 장마전선과 겨울철 북서풍이 뚜렷한 계절풍 기후를 가집니다.그런데 지구온난화로 인해 북극의 온도 상승 속도가 빨라지면서 제트기류가 약해지고, 그 경로가 크게 요동치게 되는데요, 장마전선이 한 지역에 오래 머무르며 집중호우인 홍수가 발생하고 전선이 북쪽 또는 남쪽으로 치우쳐 비가 오지 않는 지역에서 가뭄이 발생합니다. 즉, 비가 내릴 곳과 시기가 불규칙해져 홍수와 가뭄이 번갈아 나타나는 것입니다. 감사합니다.학문 / 화학25.10.1300
- 수명연장에대해귱금해서질문합니다.안녕하세요.인간의 평균 수명 연장은 역사적으로 두 가지 흐름으로 발전해 왔는데요 하나는 자연적, 환경적 개선에 의한 수명 연장, 또 하나는 의학적, 생명공학적 개입에 의한 인위적 수명 연장입니다. 미래의 수명 연장은 이중에서도 두 번째 범주, 즉 치료 개념의 수명 연장에 점점 더 가까워질 것으로 예상됩니다.현재까지의 수명 증가는 주로 감염병 예방, 위생 개선, 영양 상태 향상, 백신 및 항생제 개발 등으로 이루어졌는데요 이는 질병으로 인한 조기 사망을 줄이는 효과였지, 노화 자체를 늦추는 것은 아니었습니다. 하지만 미래의 수명 연장은 단순히 병을 예방하거나 치료하는 수준을 넘어, 노화 과정을 생물학적 질병으로 보고 직접 조절하는 치료 개념으로 발전하고 있습니다. 대표적인 연구 방향으로는 세포 수준의 노화 억제가 있는데요 텔로미어의 단축을 늦추거나, 손상된 세포를 제거하는 노화세포 제거제 연구가 진행되고 있습니다. 따라서 미래의 평균수명 연장은 단순히 자연스럽게 오래 사는 현상이 아니라, 노화 자체를 치료 대상으로 삼는 의학적 개입에 의해 이루어지는 수명 연장이 될 가능성이 높습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.10.125.01명 평가00
- 송충이는 정말 솔잎만 먹는 곤충인가요?안녕하세요. 김지호 박사입니다.생태학적 관점에서 보면 송충이는 꼭 솔잎만 먹는 것은 아니며, 종에 따라 먹는 식물의 범위가 다릅니다.원래 송충이는 과학적 명칭이 아니라, 소나무잎벌레나 솔나방의 유충을 통칭하는 말인데요 즉, 송충이는 특정 한 종이 아니라 소나무과 식물을 먹는 해충 유충들의 총칭입니다. 대표적으로 솔나방 유충, 소나무잎벌 유충, 솔껍질깍지벌레나 솔잎혹파리 등 다른 솔잎 해충의 유충등이 있고 이들은 모두 소나무류의 잎을 주된 먹이로 삼습니다.송충이가 솔잎을 선택적으로 먹는 이유는 공생 진화와 효소 적응 때문인데요,소나무 잎에는 강한 방어 물질이 많습니다. 테르펜, 페놀 화합물 같은 독성 물질이 들어 있어 대부분의 곤충은 이를 소화하거나 해독하지 못하지만 송충이는 이 성분을 분해할 수 있는 특수 효소를 진화시켰고 덕분에 다른 곤충이 접근하지 못하는 소나무를 독점적으로 이용할 수 있게 되었습니다. 결과적으로 좁은 먹이 선택성이 생겼는데요 즉, 송충이는 솔잎만 먹는다는 표현은 특정 생태적 틈새에 적응한 결과로 볼 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.10.1200
- 항온수조 사용할 때 비커 사용/ 항온수조 사용법안녕하세요.항온수조는 실험 중 일정한 온도를 유지하기 위해 사용되는 장비이나 올바른 사용법과 주의사항을 숙지하지 않으면 기기 손상이나 유리기구 파손이 생길 수 있습니다. 질문주신 일반 실험용 비커는 70 °C 수준의 항온수조에서 사용 가능합니다. 실험용 비커는 대부분 붕규산유리로 만들어져 있어 급격한 온도 변화에 강하고, 약 200 °C 이상에서도 견딜 수 있습니다. 항온수조의 온도는 일반적으로 0 ~ 100 °C 범위이므로, 70 °C는 충분히 안전한 온도 범위에 해당합니다. 다만 차가운 비커를 바로 70 °C 항온수조에 넣으면 열충격으로 유리가 균열될 수 있으므로 비커를 미리 상온에 두어 서서히 온도 차이를 줄이거나, 처음에는 40 °C 정도에서 서서히 올려주시는 것이 좋습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.10.1200
- 열대어 중에서 난태생은 어떤 종류가 있나요?안녕하세요.물고기는 대부분 난생, 즉 알을 낳는 방식으로 번식하지만 일부 열대어는 질문해주신 것처럼 난태생 형태로 번식합니다. 난태생이란 알이 어미 몸속에서 수정되고, 부화까지 진행된 뒤에 새끼가 태어나듯이 나오기 때문에 겉보기에 새끼를 낳는 것처럼 보이는 번식 방식을 말합니다.난태생의 수정은 암컷의 체내에서 이루어지는 내부수정인데요, 수정란은 어미의 자궁이나 난소 안에서 난황을 이용해 발달합니다. 이때 어미의 혈액이나 태반으로부터 직접 영양을 받지는 않지만, 부화 직전까지 보호를 받기 때문에 생존율이 높고 새끼는 부화 직후 어미 몸 밖으로 나와 즉시 자유롭게 헤엄치고 먹이를 먹을 수 있습니다. 대표적인 난태생 열대어 종류로는 구피가 있는데요, 수컷의 꼬리지느러미 일부가 변형된 생식기를 이용해 암컷 체내로 정자를 전달합니다. 수정 후 약 3~4주가 지나면 암컷은 부화 직전의 새끼를 여러 마리 낳고, 태어난 새끼는 즉시 먹이 활동을 시작할 수 있습니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.10.1200
- 닭은 날개가 있는데 왜 날지 못하는 것인가요?안녕하세요.닭이 날개를 가지고 있음에도 불구하고 새처럼 하늘을 자유롭게 날지 못하는 이유는 단순히 살이 쪄서라기 보다는, 닭의 신체 구조와 진화 방향 자체가 비행보다는 지상 생활에 적응했기 때문입니다.닭의 조상은 본래 야생의 들닭이었는데요 이들은 동남아시아의 숲에서 살며, 나무 위에 올라가 쉬거나 포식자를 피하기 위해 짧은 비행을 하긴 했지만, 하늘을 오래 나는 능력은 갖지 않았습니다. 즉, 닭의 비행은 본래부터 생존을 위한 짧은 도약형 비행 수준에 머물러 있었고, 이후 인간이 가축화를 하면서 지상 생활에 더욱 적합한 방향으로 선택이 이루어진 것입니다.또한 비행에는 매우 강한 근육과 가벼운 골격이 필요한데요, 독수리와 같은 비행 조류는 전체 체중의 25~35%가 가슴근육인데, 닭은 체중 대비 비행근육의 비율이 10% 안팎에 불과합니다.특히 식용으로 개량된 닭은 가슴근육이 크긴 하지만, 지속적 비행을 위한 근섬유가 아니라 단시간 폭발적인 운동용 근섬유입니다. 게다가 닭은 다른 새들보다 상대적으로 몸통이 크고 뼈의 공기 주머니가 적어 무겁습니다. 따라서 날개로 만들어낼 수 있는 양력보다 체중이 커서, 장시간 비행은 물리적으로 불가능합니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.10.1200
- 단백질 접힘 오류가 알츠하이머와 같은 질환의 원인으로 작용하는 과정은?안녕하세요.생체를 구성하는 고분자인 단백질은 아미노산 서열에 따라 정확히 접힌 3차원 구조를 가져야만 정상적인 생리 기능을 수행할 수 있습니다. 그런데 이 접힘 과정이 잘못되어 단백질 접힘 오류가 발생하면, 세포 내에서 비정상적인 단백질이 축적되거나 응집되면서 여러 퇴행성 신경질환의 원인이 됩니다.단백질은 아미노산 서열인 1차 구조에 따라 자동적으로 자신이 가져야 할 입체 구조인 2차, 3차 구조로 접히며 이 구조는 수소 결합, 소수성 상호작용, 이온 결합, 반데르발스 힘 등에 의해 안정화되며, 이렇게 형성된 구조가 효소 활성, 신호 전달, 세포 구조 유지 등 기능 수행의 핵심이 됩니다.알츠하이머병은 대표적인 단백질 접힘 질환으로 분류되는데요, 아밀로이드 베타(Aβ) 단백질의 축적이 문제가 됩니디. 원래는 아밀로이드 전구체 단백질(APP)이 효소에 의해 잘려 만들어지지만 일부 잘림 과정에서 비정상적으로 긴 형태의 Aβ40, Aβ42 가 생성되면, 이들이 잘못 접히고 서로 뭉쳐서 아밀로이드 플라크를 형성합니다. 이러한 플라크는 신경세포 외부에 쌓여 세포 간 신호 전달을 방해하고, 주변에 염증 반응과 산화 스트레스를 유발합니다. 또한 타우는 원래 미세소관을 안정화시키는 단백질인데요, 비정상적으로 인산화되면 구조가 변형되어 신경섬유 엉킴을 형성하고 이는 세포 내 수송 체계를 붕괴시키고, 결국 신경세포의 사멸을 초래하는 것입니다. 감사합니다.학문 / 생물·생명25.10.1200