옷장의 수호신! 제습제 ‘하얀 알갱이’에 숨겨진 놀라운 과학 (염화칼슘)
과학 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일매일이 실험이죠.
눅눅한 장마철이나 꽉 닫힌 옷장의 습기 해결사, 제습제! 어느 날 문득 용기 속의 하얀 알갱이를 보며 정체가 궁금했던 적 없으신가요? 사실 이 작은 알갱이 속에는 우리 생활을 지키는 놀라운 과학이 숨어 있답니다. 오늘은 우리 곁에 있는 제습제의 뒷이야기를 파헤쳐 보겠습니다.
제습제의 의외인 정체, 길가에서 보던 그 물질?
집에 두려고 제습제를 하나 샀습니다. 패키지에 적힌 성분 표시를 슬쩍 보니, 염화칼슘이라는 이름이 적혀 있더군요. 염화칼슘이라고 하면 무릎을 탁 치는 분도 계실 겁니다. 맞습니다! 겨울철 눈 내린 도로에 뿌리는 제설제(동결 방지제)와 똑같은 성분이에요. 옷장 속 습기를 잡는 녀석과 눈을 녹이는 녀석이 같은 정체였다니, 정말 놀랍지 않나요?
스스로 녹아내린다?! 마법 같은 성질 조해성
왜 염화칼슘이 제습제로 쓰이는 걸까요? 그 이유는 이 물질이 가진 조해성이라는 독특한 성질 때문입니다. 위키백과에는 다음과 같이 설명되어 있습니다.
원료는 고체 상태의 염화칼슘으로, 이 물질이 수분을 흡수하면 액체 상태가 되는 조해성을 제습에 이용한다. 주요 용도는 벽장, 옷장, 신발장 등의 제습이며, 밀폐된 공간에서 사용할 때 효과가 크다. 반면 거실처럼 넓은 공간에서는 흡수량에 한계가 있고 공기 순환이 잦아 효과를 보기 어렵다.
조해란 공기 중의 수증기를 끊임없이 끌어당겨, 결국 자기 자신이 그 물에 녹아 액체가 되어버리는 현상을 말합니다. 제습제 용기 아래에 물이 고이는 건 외부에서 물이 들어온 게 아니라, 하얀 알갱이가 스스로 공기 중의 수분을 흡수해 액체로 변한 결과인 셈이죠. 참고로 눈길에서 쓰일 때는 눈의 수분을 흡수해 녹으면서 열을 내는 성질(용해열)과 물의 어는점을 낮추는 성질을 이용합니다. 장소는 달라도 둘 다 수분과의 깊은 인연을 활용하고 있네요.
이것은 화학 반응일까?
염화칼슘(CaCl2)이 공기 중의 수증기를 빨아들일 때, 단순히 젖는 것에 그치지 않습니다. 우선 물 분자를 자신의 결정 구조 안으로 끌어들여 수화물이라는 새로운 형태의 물질로 변신합니다.
예를 들어 마른 염화칼슘 알갱이가 물을 흡수하면, 화학 반응식으로는 다음과 같습니다.
이때 단순한 염화칼슘이 아니라 염화칼슘 육수화물이 됩니다.
(염화칼슘 육수화물)
수화물이란 물 분자가 결정 속에 일정한 비율로 포함된 물질을 말합니다. 이렇게 특정 수의 물 분자와 꽉 결합하는 반응은 일종의 화학 반응이라고 볼 수 있습니다. 물질의 성질과 구조가 원래의 마른 알갱이와는 달라지기 때문이죠.
수화물이 된 후에도 주변의 수증기를 계속 흡수하면, 결국 자신이 머금은 물에 스스로 녹아 우리가 흔히 보는 제습제 속 액체가 됩니다. 이것이 바로 조해 현상입니다.
-
물 분자와 결합해 수화물이 된다 (화학적 성격이 강함)
-
그 물에 녹아 수용액이 된다 (물리적 성격이 강함)
이렇게 두 단계의 스텝을 밟고 있는 것이죠.
과학적 시선으로 본 제습기 사용 꿀팁
이 제습제, 사실 아무 데나 둔다고 다 좋은 건 아닙니다. 위키백과 설명처럼 밀폐 공간에서 진가를 발휘하거든요. 환기가 잘 되는 넓은 거실 같은 곳에 두면 밖에서 새로운 습기가 계속 들어오기 때문에 염화칼슘의 흡수 속도가 따라가지 못합니다.
반대로 옷장이나 신발장처럼 좁고 닫힌 곳이라면 그 공간의 수분을 확실하게 잡아줍니다. 학교 과학 시간에도 물질의 상태 변화나 반응을 배울 때 염화칼슘은 정말 재미있는 교구가 될 것 같네요. 이번에 설치한 제습제가 한 달 뒤에 얼마나 많은 물을 머금고 변신해 있을지, 벌써 관찰하는 재미가 기대됩니다.
여러분도 집안의 제습제가 액체로 변하는 신기한 모습을 과학의 눈으로 꼭 한번 관찰해 보세요!
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