역사를 바꾼 17가지 화학 1 / 페니 카메론 르 쿠터

• 나폴레옹의 단추 - 주석: 기온이 떨어지면 비금속성 흰색가루로 변함
• 자연계에서 천연적으로 존재하는 원소는 90가지
  미량으로 존재하는 나머지 19가지 인공적
• 흑사병- 감염된 쥐가 운반한 벼룩이 사람을 물어서 전염되는 세균성 질병
• 일반적으로 유기화합물은 탄소를 포함, 무기화학물은 탄소를 불포함

유기 화합물 - 탄소 carbon을 포함
but, CO2, 탄산염류(탄소와 산소의 화합물)
탄소원소(다이아몬드), 대리석(탄산칼슘)과 베이킹소다(탄산수소나트륨)가 유기 화합물로 분류된 적은 없었다. 오늘날 유기 화합물의 정의가 완벽한 일관성이 있다고 할 수는 없다.

 

유기화합물은 주로 서너가지 원자
1) C, H, O, N
2) Br, Cl, F, I, P, S

벌들은 화학적 신호를 이용해서 두 분자 사이의 차이를 구분한다.

에틸렌은 과일을 빨리 익게 만든다.

 

첫번째 이야기 - 세계일주의 원동력, 향신료

 

인도가 원산지인 열애성 관목인 피페르 니그룸에서 나오는 후추는 지금도 보편적으로 가장 많이 쓰이는 향신료이다. 오늘날 후추의 주생산지는 인도, 브라질, 인도네시아, 말레이시아 등의 적도 지역이다. 후추나무의 줄기는 튼튼하고 다른 물체를 타고 6미터 이상 자란다. 2~5년이면 붉은 구형의 열매를 맺기 시작하고 적정 조건에서는 40년간 열매를 맺는다. 후추나무 한 그루는 매년 10kg의 향신료를 생산한다.

 

고추의 매운맛은 대개 고추를 건조시켰을때 강해진다.

• 피페린(후추) C17H19O3N
• 캡사이신(Capsaicin) C18H27O3N
• zingerone(생강) C11H14O
  
  
  

두번째 이야기, 괴혈병의 치료약, 비타민C

괴혈병은 아스코르브산 분자, 즉 비타민 C 결핍 때문에 생기는 병
몸이 피곤해지고 허약해지고 팔다리가 봇고 잇몸이 약해지고 심하게 멍이들고 입에서 피가 나며 숨에서 악취가 나고 설사를 하고 근육통이 생기며 이가 빠지고 폐와 신장에 문제가 생긴다. 일반적으로 폐렴이나 호흡기질환 같은 급성 감염으로 사망하거나 심장마비로 사망하기도 한다.

 

5세기 중국 배에서 단지안에 신선한 생강을 재배

 

Vital + Amine (질소 유기 화합물) = Vitamin

 

Vitamin C - 3번째로 규명된 비타민

 

성인 1인당 비타민 1일 권량량은 보통 60밀리그램이다. (작은 오렌지 하나)

 

 

 

 

세번째 이야기, 인간은 단맛의 노예, 설탕과 포도당

포도당은 탄소6 산소6 수소12

 

사탕수수의 설탕자체가 약이었다.

 

정상 상태의 건강한 포유류의 뇌는 에너지원으로 포도당만 사용한다. 뇌에는 포도당을 저장할 수 있는 공간이 없기 때문에 뇌세포의 포도당 공급은 혈류에 의해 분 단위로 이루어지고 있다. 혈중 포도당 농도가 정상 수준의 50%이하로 떨어지면 뇌기능 장애 증상이 나타난다. 인슐린(혈중 포도당 농도가 일정하게 유지되도록 하는 호르몬) 과다 주입 등으로 혈중 포도당 농다가 정상 수준의 25%이하로 떨어지면 혼수상태에 빠질 수도 있다.

 

현대에 개발된 최초의 인공 감미료는 사카린이다. 사카린은 칼로리가 전혀 없다.

 

로마인들은 포도주 같은 음료를 납용기에 저장, 납 파이프를 이용해 가정에 물 공급- 납 중독

 

 

 

네번째 이야기, 남북전쟁의 도화선, 셀룰로오스

설탕 무역은 산업 혁명 태동 초기의 자본을 제공했다.

 

영국이 번영할 수 있었던 것은 면직물에 대한 수요 때문
맨체스터의 면화 무역 - 식물성 섬유 값비싼 linen을 대체

 

면 섬유의 90% 이상이 셀룰로오스
셀룰로오스 - 포도당으로 이루어진 중합체이고 식물 세포벽의 주요성분이다.
중합체라고 하면 흔히 합성 섬유나 플라스틱을 연상
셀룰로오스 사슬은 빽빽하게 모여서 튼튼하고 용매에 잘 녹지 않는 섬유질을 형성한다.

 

셀룰로오스와 기타섬유소로 이루어진 식물 섬유는 소화관을 따라 내려가면서 우리 몸의 노폐물 배출을 돕는다.

 

셀룰로오스(불용성)는 조직이 치밀해 물 분자가 충분한 에너지를 가져도 셀룰로오스 조직 사이에 침투 하지 못하지만, 녹말(수용성)은 조직이 성겨서 나선형 사슬 사이로 물 분자가 침투하게 된다.

 

녹말을 물에 풀어 열을 가하면 녹말 분자는 점점 더 많은 수분을 흡수하다가 특정 온도가 되면 사슬들이 끊어지면서 그물 모양으로 산재하게 되는데 이것을 겔(GEL)이라고 한다.

 

셀룰로오스가 녹은 질산 용액을 물에 부으면 가연성이 높고 폭발성이 강한 흰가루가 생긴다. - > 면 화학 (나이트로셀룰로오스)

 

 

 

다섯번째 이야기, 세상을 뒤흔든 나이트로(NO2) 화합물

KNO3 질산칼륨 - 화약

 

노벨- 나이트로글리세린 폭발 도화선 대신 소량의 화약을 뇌관으로 사용
나이트로글리세린의 안정화 - Dynamite

 

1968년 스웨덴 은행 - 노벨상 제정

 

TNT - 트라이+나이트로+톨루엔

 

PETN - 고무와 섞는 플라스틱 폭탄

 

 

 

 

여섯번째 이야기, 비단과 나일론

누에 나방

 

양모나 머리카락 같은 기타 동물성 섬유와 마찬가지로 비단도 단백질이다.

 

인공 비단

 

아메리칸 비스코스 컴퍼니 + 듀폰 파이버 실크 - 비스코스 비단(인조비단; 레이온) 생산

 

나일론(폴리아마이드 polyamide) - 비단의 특성을 가장 가깝게 흉내낸 인조 비단

 

1938 - 나일론 칫솔모
1939 - 스타킹

 

 

 

일곱번째 이야기, 코끼리를 멸종위기에서 구한 페놀

세균- 석탄산의 주성분인 페놀을 흰 결정의 순수한 상태- > 석탄산 퍼티 습포제: 알루미늄 호일에 발라 상처를 덮어 상처의 딱지 역할 해 세균의 침투를 막음

 

but 페놀은 독성이 있어서 희석시킨 페놀이라 해도 피부르르 표백시키고 갈라지게 하고 감각을 마비시킨다.

바닐린 - 페놀의 일종 - 향료화합물

• 셀룰로오스 -> 셀룰로이드 calluloid : 최초의 열가소성 물질 - 사출성형기
  생산 공정 중 경도와 밀도를 바꿀 수 있다
  셀룰로이드 가연성, 폭발위험성

• 셀룰로이드 -> 베이클라이트 bakelite 최초의 플라스틱(당구공의 재료)
  베이클랜드 - 이스트먼 재정후원
  베이클라이트 : 전화, 사발, 세탁기교반기, 파이프몸체, 가구, 자동차 부속품, 만년필, 접시, 안경, 라디오, 카메라, 부엌용품, 칼 손잡이, 솔, 서랍, 욕실용품...
• 셸락 shellac - 나무 방부제, 전기 절연제

 

 

여덟번째 이야기, 우주 왕복선 챌린저 호를 공중 분해한 고무 - 오링하나때문에

아마존 원주민 고무 최초 사용

 

엘라스티카 elastica - 고무

 

천연고무는 아이소프렌 isoprene 분자 결합된 중합체

 

마이클 패러데이(영국) - 고무의 분자구조 최초 연구 - C5H8

 

고무를 나프타 naphta에 녹여 직물을 입힘 - 레인코트를 맥 또는 맥킨토시

 

찰스 굿이어 - 타이어

 

치클(고무 수액) - 추잉 검(군인의 잠을 깨울 목적)

 

 

 

아홉번째 이야기, 빅토리아 여왕을 매혹시킨 담자색 드레스, 모베인

 

빨강색이나 노란색에 비해 파란색 염료 식물은 드물었다.

 

인디고

 

염료

안료: 곱게 간 미네랄을 비롯한 기타 무기화합물

 

샤프란 - 밝은 귤색

 

모브 (모베인)- 담자색

 

독일 3대 화학회사
바스프 Basf
회히스트 Hoechst
바이엘 Bayer and company