실리카겔의 화학적 성질을 대체 무엇일까?

Question

보통 방부제에 들어있는 실리카겔에 대해서 조사하던 중 실리카겔의 화학적 성질이 궁금하여 질문 남깁니다. 물을 어떻게 흡수하는지 어떻게 음식이 눅눅해 지지않은 상태로 보존할 수 있는지 답변부탁드립니다

Answer 1

안녕하세요. 정연곤 과학전문가입니다.

실리카겔은 미세한 구멍이 많아 표면적이 대단히 큽니다. 실리카겔 1g은 3백∼4백㎡ 이상이나 되는 표면적을 지니기 때문에 수분이나 기체를 잘 흡수하여 흡습제로 뿐만 아니라 악취를 제거할 때도 많이 사용됩니다.

실리카겔은 무색의 투명한 굵은 알갱이나 동그란 구슬 모양으로 몇 개는 염화코발트라는 화합물을 섞어 푸른색을 띄게 만들어 놓았습니다. 실리카겔이 수분을 흡수하면 이 염화코발트는 수분과 반응해 분홍색으로 색깔이 변화합니다. 따라서 푸른색 실리카겔이 완전히 분홍색으로 바뀌면 실리카겔이 수분 흡수력을 잃었다는 것을 말해줍니다. 분홍색으로 변한 실리카겔을 뜨겁게 하면 수분이 증발하여 푸른색으로 다시 변하여 재차 사용할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

실키라겔은 보통 방부제보다는 방습제에 들어있는 물질입니다.
방부제는 물질을 썩지않게, 방습제는 물질에 습기가 붙지않게 도와줍니다.

실리카겔의 물리적 구조를 자세히 보면 매우 다공성의 물질로 이루어져있습니다.
해당 구조를 통해 물을 빨아들이기 쉽습니다.

감사합니다.

Answer 3

안녕하세요. 이성현 과학전문가입니다.

실리카겔은 1g당 약 300~800m²의 표면적을 가지고 있으며, 실리카겔이 이렇게 넓은 표면적을 가질 수 있는 것은 매우 작은 구멍(microscopic pores)들이 벌집처럼 네트워크를 구성해 하나의 알갱이를 형성하고 있기 때문이다. 실리카겔의 넓은 표면의 OH기가 수소결합을 통해 수분을 흡수한다.

수분을 흡수하는 원리는 물 분자의 흡착 및 모세관 응축(capillary condensation)이다. 실리카겔의 작은 구멍이 길게 연결된 모세관에서 분자의 종류에 상관없이 수분의 응축이 일어나서 액화되는 현상을 모세관 응축이라고 하며, 구멍의 크기가 작을수록 모세관 응축이 잘 일어난다.

Answer 4

실리카겔은 제습제의 하나로 쓰이고 있습니다.

실리카겔이 습기를 제거하는 원리는 물이 들어가는 공간이 많기 때문입니다.

이러한 특성을 다공성 물질이라고 하는데, 이 공간으로 인해 물을 빨아드립니다.