지오드(Geode) - 결정의 아름다움

Photo by Deldre Woollard

찜질방에 가면 옆 사진과 같이 돌맹이 안에 보석이 들어있는 것을 볼 수 있다. 이것을 지오드(Geode)라고 한다.

우리말로 정동석(晶洞石)이라고도 하는데 널리 쓰이는 용어는 아닌 듯 하다.

지오드는 주로 화산암(volcanic rocks)에서 발생한다. 화산 폭발시 뜨거운 용암이 흘러내릴 때 내부에서 가스가 발생하게 되는데, 이것이 빠져나오지 못하고 굳으면 속이 빈 화산암이 만들어진다.

이 비어있는 돌멩이 안으로 여러가지 미네랄이 함유된 물이 차게 되는데, 이때 미네랄이 과포화 상태가 되면 고유의 결정을 형성하게 된다.

이산화탄소로 촛불 끄는 마술하기

From lsaaby's blog

앞서 식초에 베이킹소다를 넣으면 이산화탄소가 발생한다는 것에 대해 알아보았다.

이 실험을 응용해서 촛불을 끄는 마술을 할 수 있다. 방법은 간단하다. 컵에 식초를 약간 붓고, 여기에 베이킹소다를 한 스푼 넣으면 이산화탄소가 발생하면서 거품이 생긴다.

컵을 가만히 들어 미리 준비해둔 촛불에 살짝 기울이면 마술처럼 촛불이 꺼진다. 이것을 통해 무엇을 알 수 있을까?

전체 실험 과정은 아래 동영상을 보기 바란다.

콜라와 멘토스가 만나면 왜 폭발할까?

From Wikipedia

다이어트 콜라에 멘토스를 넣으면 콜라가 격렬하게 밖으로 분출되는 현상이 발생한다.

쉽게 구할 수 있는 재료로 이 재밌는 실험을 할 수 있어 매우 인기있는 아이템이기도 하다. 그리고 위키피디아에도 "Diet Coke and Mentos Eruption"으로 당당히 등록되어 있는 족보있는 실험이다.

1999년 미국 TV쇼 "Marek's Kid Scientists"에서 이 실험을 소개했는데, 이후로 큰 인기를 얻어 많은 사람들이 따라하곤 했다. 지금도 Youtube를 보면 이 실험을 한 영상들을 많이 볼 수 있다.

그런데 왜 멘토스와 콜라가 만나면 이런 현상이 일어나는 걸까? 많은 사람들이 산/염기 반응같은 화학반응 때문일 것이라고 추측했는데, 2008년 아팔란치아 대학의 Tonya Coffey가 체계적인 실험을 통해 그 원인을 밝혀 내었다.

결론을 미리 밝히면 산/염기 화학반응은 아니며, 여러가지 상승요인이 겹친 물리 반응이다.

크라카타우 화산은 얼마나 대단했나?

From Wikipedia

1883년 8월 인도네시아 자바섬과 수마트라섬 사이 좁은 해협에 있는 크라카타우(Krakatau 혹은 Krakatoa) 섬에서 굉음과 함께 화산이 폭발했다.

역사 이래 최악의 화산 폭발 중 하나인 크라카타우 폭발은 그 소리가 얼마나 컸던지 3천Km 떨어진 호주에까지 들렸고, 반경 16Km내 사람들의 고막이 터졌다고 한다.

강력한 화산 폭발에 따르는 거대한 쓰나미가 인근 자바섬과 수마트라섬의 도시들을 덮쳐 무려 36,000여명의 사망자가 발생했다. 다른 조사에서는 12만명 이상의 사망자가 발생했다고도 한다.

이 순다해협은 많은 배가 드나들던 곳이어서 커다란 항구도시가 있었고, 때문에 인명피해가 극심했던 것이다.

사실 화산 폭발의 징조는 몇달 전부터 있었다. 그해 5월부터 약한 지진과 폭발이 여러차례 있었지만, 이것이 나중에 얼마나 큰 재앙으로 다가올지 미처 알지 못했던 것 같다.

베이킹소다와 식초로 이산화탄소 만들기

From Wikimedia

아이가 할 수 있는 첫 화학실험으로 가장 많이 다루어지는 것이 베이킹소다와 식초의 반응이다. 무엇보다 재료가 안전하고 재밌기 때문이다.

이 둘을 혼합하면 하얀 거품이 격렬하게 발생한다. 그래서 이를 이용한 여러가지 놀이들이 알려져 있다. 이 거품의 정체는 바로 이산화탄소이다.

그렇다면 베이킹소다와 식초가 만나서 이산화탄소가 발생하는 화학적인 메카니즘은 어떻게 되는걸까?