나트륨을 물에 넣으면 공모양이 된다. – 스펀지

나트륨을 물에 넣으면 공모양이 된다. – 스펀지

2006.09.23일자 스펀지에 방송된 내용 중에 나트륨을 물에 넣으면 공모양이 된다는 내용이 포함되어 있었습니다.
신기하셨나요?
그런데 방송에서 설명하시는 어떤 분이 공모양이 되는 이유를 물과 반응하는 면적을 최소화 하여 자신을 보존하기 위해서라고 말씀하셨는데요…. 나트륨이 의식을 갖고 있는 것도 아니고…^^;

사실은 그런 것이 아니라 나트륨의 표면장력 때문에 둥글게 뭉치는 것이랍니다.

나트륨(Na)이나 칼륨(K)같은 1A족(알칼리족) 금속들은 물에 들어가면 물분자 속의 수소원자를 환원시켜서 기체로 발생시키면서 수산화나트륨으로 변합니다. 물론 수산화나트륨은 물에 아주 잘 녹습니다.

2Na(s) + 2H2O(l) → H2(↑) + 2NaOH(aq) + 에너지

이 반응은 발열반응인데, 열이 아주 많이 남니다. 더군다나 1A족 원소들은 녹는점도 상당히 낮은 편이거든요. 보통 0~300℃ 근처에서 녹습니다. 그래서 반응중에 생기는 열에 의해서 달궈진 나트륨은 금새 액체로 녹아서 공모양으로 뭉치는 것입니다. 이런 현상은 납땜해본 분들은 납땜도 녹으면 둥글게 뭉친다는 것을 익히 아실겁니다. 여러분들이 이미 잘 아시는 수은도 둥글게 뭉칩니다.

둥글게 뭉치면 결과적으로는 나트륨과 물이 반응하는 표면적이 줄어들어 최소화가 되기는 하지만, 이는 분명  물과 반응하지 않는 수은을 물에 넣었을 때도 둥글게 변하는 것을 생각한다면 반응하는 면적을 최소화하기 위한 것은 아니라는 것을 쉽게 알 수 있습니다. (수은은 물보다 무거워서 물에 넣으면 가라앉는 차이를 보이겠죠.)

계속 물과 나트륨이 반응하여 나트륨이 끓는점이 되면 나트륨이 기화되면서 순식간에 물과 더 격렬이 반응하여 폭발하게 됩니다. 아마 어제 스폰지를 보신 분들은 보셨을것입니다.

원소주기율표에서 나트륨보다 낮은 곳에 있는 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프란슘(Fr) 등을 물에 넣으면 나트륨보다 더 격렬하게 반응합니다. 이것들은 나트륨보다 산화력이 더 강해서 더 많은 열이 더 빨리 발생하고, 녹는점, 끓는점이 더 낮기 때문입니다. 그래서 모양이 둥글게 변하는 것을 확인할 수 있는 시간도 없을 것입니다.

※ 위에서 언급된 금속들을 물에 넣는 실험은 준비되지 않은 분들은 하지 마십시오.
실험시에 화재 위험도 클 뿐만 아니라 튀는 물에는 강력한 염기물이 포함되므로, 살에 튀면 화상 혹은 그 이상의 부상을 당할 수도 있습니다.

글 쓴 날 : 2006.09.24

7 thoughts on “나트륨을 물에 넣으면 공모양이 된다. – 스펀지

  1. 화학식 보는것도 오랫만이네요.. 고등학교때 보고 처음 보는듯? ㅠㅠ

  2. 음…경고문이 좀 더 강조되어야 할 것 같습니다. 나트륨이나 리튬같은 애들은 조각 수준이면 괜찮지만 덩어리 수준으로 올라가면 “폭발”하거든요. (다른 알칼리 금속도 마찬가지…)
    (테러에 쓰기도 합니다. -_-;;;; 조심조심)

  3. 스폰지의 설명도, 일반인들을 위한 과점에서 보면 틀린건 아닌것 같습니다.
    물론 표면장력 때문에 그런것도 맞지만, 결국 표면 장면 때문에 면적이 최소화 되고, 그것이 분해 되지 않도록 하는 가장 효율적인 방법이라면, 스폰지의 설명도 좋은 것 같습니다.

    1. 글쎄요. 자신을 보존하기 위해서라고 설명한 부분이 문제가 있다고 생각해서 글을 쓴 것일 뿐입니다. 왜냐하면 결과적으로는 그렇다고 하더라도 인과관계가 뒤집히면 그건 문제가 있지 않나 싶어서요. ^^
      말씀 감사합니다.

    2. 글쎄요.. 그건 아닐듯… 나트륨이던 무엇이던, 구지 물 속이 아니라도 액체상태에선 표면장력때문에 둥글게 되는게 정상이니 반응을 최소화 하려고 움직인건 아닐듯… 진공중에서라도 나트륨이 액체상태이면 공모양이 될테니 말이죠.

  4. 스펀지에 나오는 내용들은 간혹, 비과학적 설명 혹은 편향된 사실로 소비자들의 불안을 조장하거나 잘못된 지식을 전달하는 경우가 있더군요… [물론 보진 않지만..;;]
    특히 스펀지는 시청자층이 넓다보니 파급효과도 큰데, 비슷한 내용을 방송하면서도 PD수첩은 법원으로 가고 스펀지는 개미소리 조차 안들리는 이유는 뭘까요?

    1. 스펀지 검증팀에 문제가 있는 건 맞는 것 같습니다. 조금만 전문성이 있는 글은 아예 소개되지도 않고, 흥미거리 위주로 진행되니까요.
      하지만 일반인들에게 과학에 대한 관심을 심어줬다는 것에 대해서는 업적을 인정해줘야 합니다.

      피디수첩의 문제는 또 다른 것으로 독재정권을 타도해야 하는 과제가 국민에게 있는 거죠. ^^; 전 최소한 그렇게 생각해요.

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