검은 펜 속에 무지개가 숨어 있다고?! 종이 크로마토그래피로 색의 정체를 밝히다
사이언스트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험입니다.
여러분은 검은색 펜 속에 ‘무지개’가 숨어 있다고 하면 믿으시겠어요? 이번에는 이런 신기한 현상을 눈으로 직접 확인할 수 있는 실험, ‘종이 크로마토그래피’에 도전해 보았습니다. 준비물은 여과지와 물, 그리고 수성 잉크뿐입니다. 집에 있는 간단한 재료만으로도 색의 정체를 밝혀보는 과학 실험을 할 수 있답니다.
색을 분리하는 실험 ‘종이 크로마토그래피’란?
종이 크로마토그래피는 수성 잉크를 여과지에 스며들게 한 뒤, 물을 이용해 조금씩 퍼뜨리면서 잉크 속에 섞여 있는 색소를 분리하는 실험입니다. 준비한 것은 비커(50mL), 여과지 No.2(직경 φ110mm), 그리고 여과지를 말리기 위한 수건뿐입니다. 여과지 대신 커피 필터를 사용해도 됩니다. 특별한 실험 도구가 없어도 집에서 쉽게 도전할 수 있다는 점이 이 실험의 매력입니다. 이번에는 색이 변화하는 모습을 천천히 관찰할 수 있도록 타임랩스 촬영도 해 보았습니다.
여과지에 색을 칠하고, 실험 시작!
먼저 여과지를 8등분으로 잘라 나눈 뒤, 수성 펜으로 색을 칠합니다.
초록색, 파란색, 검은색, 빨간색 등 여러 가지 색을 시험해 보았습니다.
이 여과지를 물 약 8mL가 들어 있는 비커에 세워 넣고, 타임랩스로 촬영하면서 색이 퍼져 나가는 모습을 관찰했습니다. 바로 이 영상입니다.
사실 ‘한 가지 색’이 아니었다! 예상 밖의 분리 결과
실험 결과는 이렇게 나타났습니다. 왼쪽부터 파란색, 초록색, 검은색입니다.
자세히 보면 파란색은 보라색 성분과 하늘색 성분으로, 초록색은 노란색과 파란색 성분으로, 그리고 검은색은 보라색·노란색·파란색이라는 세 가지 성분으로 나뉘는 것을 알 수 있습니다. 우리가 ‘한 가지 색’이라고 생각했던 잉크가 사실은 여러 색소가 섞여 만들어진 것이었던 거죠.
특히 예상 밖이었던 것은 빨간색이었습니다. 빨간색 잉크에서 놀랍게도 노란색 성분이 나타났습니다. 빨간색 속에 노란색이 숨어 있다고 생각하기는 쉽지 않은데요. 직접 눈으로 확인하니 정말 재미있는 발견이었습니다.
학생들에게도 여러 가지 색의 펜을 가져와 직접 실험해 보도록 했습니다. 그중에서도 특히 재미있었던 것은 갈색이었습니다.
색을 펼쳐 보니, 무려 보라색과 노란색으로 나뉘었습니다. 갈색이라는 하나의 색도 알고 보면 여러 색의 조합으로 만들어져 있다는 사실이 놀랍지 않나요?
또 타임랩스 촬영으로 색이 퍼져 나가는 과정을 기록해 두면 학생들도 크게 감탄합니다. 실제로 실험을 해 보니 학생들이 이렇게 멋진 작품을 많이 보여주었습니다. 학생들이 직접 ‘좋아하는 펜을 가져오기’로 한 것도 호기심과 흥미를 이끌어내는 데 도움이 되었던 것 같습니다.
여과지가 없어도 괜찮아요! 커피 필터로 대신해 보기
사실 여과지가 없어도 커피 필터를 이용하면 똑같은 실험을 할 수 있습니다. 이번에 사용한 것은 바로 이 커피 필터입니다. 색의 변화를 쉽게 확인하려면 흰색 필터를 사용하는 것이 좋습니다.
커피 필터를 펼친 다음, 여과지와 비슷한 모양으로 잘라 줍니다.
컵 바닥에 소량의 물을 넣고, 그 안에 필터를 담가 줍니다.
약 2분 정도 기다린 뒤 색을 펼쳐 보면, 여과지를 사용했을 때와 마찬가지로 색이 예쁘게 분리됩니다.
특별한 도구가 없어도 집에 있는 재료만으로 이렇게 본격적인 실험을 할 수 있다는 점이 이 실험의 큰 매력이라고 생각합니다.
우리 주변의 ‘색’ 속에는 아직도 많은 발견이 숨어 있다
펜의 색 하나만 살펴보더라도 그 안에는 여러 색소가 녹아 있고, 물이라는 아주 친숙한 액체만으로도 그 정체를 눈으로 확인할 수 있습니다. 평소 아무 생각 없이 사용하던 펜이나 잉크 속에도 이런 과학의 신비가 숨어 있다고 생각하면, 문구류를 바라보는 눈도 조금 달라지지 않을까요? 여러분도 집에서 여러 가지 색의 펜으로 꼭 한번 실험해 보세요. 생각지도 못했던 색이 나타나면서 분명 놀라운 발견을 하게 될 거예요.
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