물의 온도와 용질이 용해되는 양 실험에서 궁금한점

Question

물의 온도에 따라 백반이 용해되는 양을 알아보는 실험을 하던 중에 궁금한점이 물의 양이 같을때 물의 온도가 높거나 낮을때를 조건으로 실험을 했는데요. 백반이 시간이 가면서 저어보니 없어지다가 온도에 변화를 주면 없어졌던 백반이 다시 생기는 이유가 뭔가요? 백반의 어떤 성질때문에 그런건지 궁금합니다.

Answer 1

백반이 물에 용해될 때, 물 분자와 백반 분자 사이에는 분자간 인력이 작용합니다. 이 인력은 물 분자와 백반 분자가 서로 접촉하여 생기는 인력으로, 이를 수소결합이라고 합니다. 이 수소결합의 강도는 물의 온도와 밀도에 따라 달라지는데, 일반적으로 물의 온도가 높을수록 수소결합이 약화되어 백반이 더욱 많이 용해됩니다.

하지만, 물의 온도가 낮을 경우에는 백반이 용해되는 양이 적어집니다. 이 때, 시간이 지나면서 용액 중에 농도가 높아지고, 이는 용액의 포화농도에 이르게 됩니다. 이후로는 더 이상 백반이 용해되지 않게 되는데, 이는 물 분자와 백반 분자 사이에 물 분자 간에 수소결합이 형성되어 새로운 백반 분자가 물에 용해될 수 없게 되기 때문입니다.

따라서, 백반이 다시 생기는 것은 물의 온도가 높아져서 수소결합이 약화되면서, 이전에 농도가 높아졌던 백반 분자들이 용해되는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 일반적으로 높은 온도에서 용해도가 높아지기 때문에, 물의 온도가 높아지면 소금이나 설탕 등 용질이 더 많이 물에 용해됩니다.

하지만 여러 가지 요인에 의해 용해도는 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 물의 온도가 낮아지면 물 분자의 운동이 둔해져서 용해도가 감소합니다. 또한, 용액의 농도가 일정 수준 이상으로 높아지면, 즉 포화 상태에 도달하면 용액에 더 이상 용질이 용해되지 않습니다.

따라서, 백반이 물에서 용해된 후에 물의 온도가 낮아져서 용해도가 줄어들면, 백반이 다시 충분히 용해되지 못하고 물에 떠 있게 됩니다. 이와 반대로, 물의 온도가 다시 높아지면 용해도가 높아져서 백반이 물에 다시 용해지게 됩니다.

그러나 이러한 현상은 일시적인 것으로, 용해도가 낮아져 백반이 다시 생기는 경우에도 시간이 지나면 다시 용해됩니다.