반응형 대기 오염의 화학 | 대기권의 구조 대기권(기권)이란 지구 중력에 의하여 대기가 붙잡혀 있는 곳까지를 말하며 일반적으로 지표면에서 약 10,000㎞까지를 상한으로 본다. 학자에 따라서는 지상 1,000㎞까지를 대기권의 상한으로 보기도 한다. 대기의 97%는 지상 29㎞ 이내에 존재하며 이곳에서의 대기는 대부분 분자 상태이다. 대기는 지표면에 가까울수록 분자 상태로 존재하며 지표면에서 멀어지면 이온 상태로 존재하는 대기가 많아진다. 아주 멀어지면 대기는 전리하게 되고 이때 자유전자가 많이 발생한다. 대기권은 기온의 분포에 의하여 일반적으로 대류권, 성층권, 중간권 및 열권으로 분류된다. 대류권 대류권(troposphere)은 지표로부터 평균적으로 약 12㎞(7～17㎞) 상공까지의 기층을 말한다. 그러나 대류권의 경계는 지구표면의 온도와 특성.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 30. 대기 오염의 화학 | 대기의 중요성 대기는 지구상의 모든 생물의 삶과 성장을 담당한다. 즉 지구상에 존재하는 모든 생물의 호흡에 필요한 산소를 제공해준다. 녹색식물은 대기 중의 이산화탄소를 이용하여 유기물을 합성하면서 성장하고 다른 생물들은 이 합성된 유기물을 섭취하며 살아간다. 또한 대기는 질소 고정 박테리아와 암모니아 생성 박테리아가 생존에 필요한 질소 화합물을 합성할 수 있도록 질소를 제공해준다. 콩과식물의 좋은 질소비료원은 질소 고정 박테리아가 합성한 질소화합물이다. 대기는 외계에서 또는 태양으로부터 들어오는 무수한 전자기 복사선을 흡수하여 생명체를 보호해주는 역할을 하기도 한다. 특히 피부 조직에 큰 영향을 미치는 300㎚ 이하의 자외선을 차단함으로써 지구상의 모든 생명체의 생존을 가능케 하고 있다. 자외선은 세포의 핵 속에 있는.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 29. 물과 오염의 화학 | 수질 오염의 지표 pH(hydrogen ion exponent) pH는 물의 산 또는 알칼리의 세기를 나타내는 데 이용되며 수소이온 농도(mol/L)의 역수에 상용대수(log)를 취하여 구한 값이다. BOD(Bio-Chemical Oxygen Demand : 생화학적 산소 요구량) BOD는 일반적으로 세균(bacteria)이 호기성 상태에서 분해 가능한 유기 물질을 20℃에서 5일간 안정화시키는데 소비한 산소량을 말한다. 그리고 이것은 수중에 함유된 분해 가능한 유기물질 함유량의 정도를 아는데 간접적 측정법으로도 이용된다. BOD는 5일 BOD 또는 BOD5를 말하며 BOD 농도가 높다는 것은 수중에 유기물질이 다량 함유되어 세균이 이것을 분해하는 데 많은 양의 유리산소(O2)를 소모했다는 것을 말한다. 반대로 BOD 농.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 24. 물과 오염의 화학 | 수질 오염의 방지 각종 배수가 하천, 항만, 호수 등에 흘러 들어오면 여러 가지 형태의 오염이 발생한다. 유입된 부패성의 유기물들은 수질 중의 미생물에 의한 생화학적 분해작용에 의해 무해한 무기물과 CO2와 H2O로 변화된다. 이 분해과정에서 산소가 충분히 존재하는 조건에서는 호기성 분해가 일어나고 용존 산소가 없는 조건에서는 혐기성 분해가 일어난다. 수질 중에 유기물의 양이 많아지면 호기성 분해가 진행하여 용존 산소가 감소하므로 물고기의 서식을 방해할 뿐만 아니라 혐기성 분해가 일어나는 조건이 우세해진다. 만일 혐기성 분해가 일어나면 ammonia같은 악취성 물질이 생성하여 환경에 중대한 영향을 미치게 된다. 수질 중의 유기물 양을 상대적으로 나타내는 지표는 BOD와 COD가 있고 이 값을 기준으로 하여 수질의 오염방지.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 6. 물과 오염의 화학 | 부영양화 호수(lake)는 영양 상태의 정도에 따라 빈영양호(oligotrophic lake), 중영양호(mesotrophic lake), 부영양호(eutrophic lake)로 분류한다. 그리고 자연적인 영향 또는 인위적인 영향으로 인하여 빈영양호는 중영양호로, 중영양호는 부영양호로 변화하게 된다. 빈영양호는 무기 영양분이 결핍된 상태로 산중 호수의 냉수, 모래바닥을 통과한 맑은 물 등이 여기에 속하며 식물 생육이 매우 제한적이고 물고기의 생육도 부적합하다. 이보다 약간 더 영양분이 많이 함유된 수질을 중영양호라 한다. 이런 곳에서는 일부 수서 식물의 생육이 가능하고 물은 약한 녹색을 띠며 물고기의 생육도 어느 정도 가능하다. 부영양화는 영양분이 풍부한 호수를 말하는데 여기서는 조류 및 수서 식물의 생육이 왕성.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 6. 물과 오염의 화학 | 수질 오염 자연계에서의 오염 바닷물은 수증기로 응결하여 강우로 내리지만 그 중에는 공기 중에 부유하는 고체 입자(분진)나 이산화탄소가 포함되어 있다. 따라서 도시 지역이나 공업지대에 내리는 강우(눈, 비 등)에는 대기 중에 포함된 탄소 입자, 탄화 수소류, SO2, SO3, NO2, 및 중금속류 등의 여러 가지 유해 성분들이 용해되어 떨어지기 때문에 때로는 검은비라든지 산성비를 내리기도 한다. 해안지대에서는 대기 중의 소금입자 등이 강우에 용해되기 때문에 강우기에는 상당량의 염소 이온이 포함되어 있다. 또한 핵무기 실험이 행해진 후에는 방사성 물질이 용해되어 떨어지기도 한다. 자연계에서 얻어지는 수자원은 빗물, 지표수, 지하수, 심층수, 하천수, 강물 및 호수 등의 물을 포함하고 있다. 하천, 호수 및 지하수 등의.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 5. 물과 오염의 화학 | 수질 관리 물은 도시 또는 공업 단지 등을 통과함에 따라 집수, 공급, 사용, 처리 등의 과정을 거쳐서 근처의 표면수로 방출된다. 이 과정은 두 단계의 처리 즉 사용전 처리와 사용후 처리로 나눌 수 있다. 수질관리는 상수처리와 하수처리로 나눌 수 있으며 폐수처리는 1차, 2차, 3차 처리 및 슬러지 처리로 나누어진다. 폐수 배출 허용 기준은 음료수 기준만큼 엄격하지 않기 때문에 하천수 수질 관리에 많은 문제점이 있다. 여기서는 우리가 상식적으로 알아야 되고 식수와 관련이 있는 상수처리의 과정만 살펴보기로 하자. 상수원은 양적인 면에서 적당해야 하고 질적인 면에서 마실 수 있어야 한다. 대부분의 상수원은 하천, 호수, 지하수이다. 보통 지하수원은 매우 깨끗하기 때문에 처리를 요하지 않으나 하천이나 호수같은 지표수는 .. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 3. 물과 오염의 화학 | 우리나라의 수질원 우리나라 국토의 총 면적은 남북한을 합하여 220,848㎢이며 이 중 남한의 면적은 99,394㎢이다. 남한은 평균 강우량이 1,274㎜이고 총 연간 수자원 보존량은 1,267억㎥로 추산할 수 있다. 우리나라의 강우 특성은 지리적으로 남북이 길고 지형이 복잡하기 때문에 지역에 따라 강수량의 차이가 크며 7월초부터 장마전선이 형성되어 약 4주간 많은 양의 비가 내린다. 이 기간중에 내리는 강우량은 연평균 강우량 1,274㎜중 약 2/3인 700～900㎜이다. 우리나라 총 수자원량 중 42%에 해당하는 532억㎥가 침투 및 증발 등에 의해서 손실되며 나머지 58%인 735㎥가 하천을 통하여 유출된다. 하천 유출량 중의 61%가 홍수시에 유출되며, 평상시의 유출은 39% 정도이다. 또 실제 이용하는 하천수의 .. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 2. 물과 오염의 화학 | 물의 순환 지구상의 물의 총량은 거의 일정하나 정지해 있는 것이 아니고 지표와 대기, 해양 사이를 항상 순환(cycle)하고 있다. 대기에서의 물은 주로 기체 상태로 존재하여 대류에 의해서 이동하고 강수(precipitation)로서 지상으로 분배된다. 지표에서는 액체 형태의 물이 존재하고 남극 및 북극 지방에서는 고체 형태로 존재하며 지하에서의 물은 토양의 암반 중에 존재한다. 지하의 물은 다시 지표로 흘러나오거나 또는 사용할 수 없는 지하수층으로 이동하기도 한다. 대기, 지표, 지하에서의 물은 상호 밀접한 관계를 유지하면서 매우 복잡한 계(system)를 형성하고 있다. 이러한 물의 순환은 대규모 순환(major cycle)과 소규모 순환(minor cycle)으로 나누어진다. 대규모 순환은 해상에서 증발한 수.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 2. 물과 오염의 화학 | 물의 특성 물분자는 2개의 수소원자와 1개의 산소원자가 전자를 공유하면서 최외각 전자궤도 함수를 채우고 있다. 수소원자보다 더 큰 산소원자는 최외각에 6개 전자를 갖고 있는데 이것이 안정되려면 전자 2개가 더 필요하다. 이 2개의 전자는 1S1 구조를 갖는 2개의 수소원자로부터 제공받는다. H2O 분자는 분자궤도함수로(MOT) 표시하면 상자성이 있음을 알 수 있다. 그리고 물분자의 결합각은 105.4˚이며 수소원자들은 양전하(δ+)를 갖는다. 이러한 하전의 분배 때문에 물은 강한 극성 분자의 성질을 갖는다. 또 물분자 쌍극자는 서로 끌어당기는 수소결합을 통해서 회합을 형성한다. 물분자의 회합은 상온에서 물분자 100개 정도까지 형성할 수 있다. 그러나 6개의 물이 수소결합으로 회합된 물분자가 건강에 좋은 물로 알려.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 1. 물과 오염의 화학 | 물의 중요성 물은 사람을 포함한 모든 생물에게 공기와 같이 없어서는 안되는 물질이다. 모든 생물은 물을 매체로 하여 생화학 반응을 하고 물을 잃어버리면 그 생명력이 유지될 수 없다. 물은 사람의 생명을 유지하는 것 이외에 모든 인류에게 음식물을 제공하는 농업에 대단한 역할을 하고 있다. 또한 모든 공업에 있어서도 그 공정에 반드시 막대한 양의 물을 필요로 하고 특히 화학 공업에서는 여러 가지 반응의 매체에 쓰이는 물의 성분이 제품의 질에 영향을 주는 경우가 대부분이다. 가령 pulp업, rayon공업, 식품공업 등에서는 양질의 물이 요구된다. 한국의 화학 공업이 급속한 발전을 가져온 것은 우리 국토가 지리적으로 비의 양이 많고 양질의 물을 얻을 수 있음에 기인한다고 볼 수 있다. 지구상에는 매우 많은 양의 물이 존재.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 9. 1. 생체 성분의 화학 | TCA cycle 대부분의 동물과 식물세포는 일반적으로 호기성이며 유기 연료 물질을 이산화탄소와 물로 완전 산화한다. 이러한 조건에서 글루코오스 해당과정의 분해로 생성된 피루브산은 혐기적 조건에서 만들어지는 락트산 또는 에탄올과 CO2로 환원되지 않고 생화학자들이 호흡(respiration)이라고 부르는 이화대사의 호기적 과정을 거쳐 CO2와 H2O로 산화된다. 호흡이라는 단어는 흔히 생리학적 또는 거시적인 의미로 볼 때 폐에 의한 O2의 섭취와 CO2의 배출이라고 생각하고 있다. 그러나 생화학자들이나 세포생물학자들은 이 말을 미시적인 의미에서 세포에 의한 O2의 소비와 CO2의 생성이라는 분자적 과정으로 사용한다. 세포의 호흡은 이화작용([그림 7] 참조)에 나타난 바와 같이 세 가지 주요한 단계로 되어 있다. 제 Ⅰ단.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 31. 생체 성분의 화학 | 영양소의 이화작용(Catabolism) 세포가 에너지를 생성하는 영양소인 탄수화물, 지방질, 단백질에 대한 각각의 효소적 분해는 연속되는 효소반응에 의해서 한 단계씩 진행된다. 호기적 이화에는 [그림 7]에 나타낸 것과 같은 3가지 주요한 단계가 있다. 그 단계 Ⅰ에서는 다당류가 헥소오스 또는 펜토오스로 분해되고, 지방질이 지방산과 글리세롤 및 기타 성분으로 분해되며, 단백질은 20여종의 아미노산 성분으로 가수분해된다. 이화단계 Ⅱ에서는 단계 Ⅰ에서 만들어진 여러 가지 생성물들이 작은 단위의 단순한 분자로 변환된다. 즉, 단계 Ⅰ에서 생성된 헥소오스, 펜토오스, 글리세롤은 탄소 원자 3개로 이루어지는 중간체인 피루브산(pyruvate)으로 분해된다. 그리고 이어서 탄소 원자 2개로 된 단위인 아세틸-CoA(acetyl- coenzyme A)로.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 31. 생체 성분의 화학 | 핵산 핵산의 구조 생물은 유전 정보의 저장과 전달이라는 기본적인 기능을 위해 데옥시리보핵산(DNA)과 리보핵산(RNA)이라는 고분자 물질을 함유한다. 이들 핵산은 유전 정보를 저장 전달하는 것 이외에도 이 정보를 각 세포의 특징적인 단백질로 정확하게 합성하도록 번역하기도 한다. 핵산의 기본 단위를 nucleotide라하며 각 nucleotide는 purine 또는 pyrimidine의 염기, 5탄당 그리고 인산으로 구성되어 있다. 염기와 당으로만 구성된 물질을 nucleoside라 하며 핵산을 부분 가수분해할 때 생긴다. DNA는 당으로 2-deoxy-D-ribose를 함유하고, 염기로는 purine 염기로서 Adenine(A)과 Guanine(G) 그리고 pyrimidine 염기로는 Cytosine(C)과 .. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 31. 생체 성분의 화학 | 비타민 비타민의 분류 비타민(vitamin)은 호르몬과는 달리 생물체에 의하여 합성될 수 없는 물질이고, 정상적인 대사에서는 필요 불가결한 것이다. 이는 1910년경 각기병의 연구 도중에 발견된 것으로 생활에 필요한 아민류(amines)라는 뜻에서 붙여진 이름이다. 그 후 비타민은 모두 아민류가 아니라는 사실이 밝혀졌고 이들을 비타민 A, B, C, D,‥‥와 같이 명명하였다. 또 같은 비타민 중에도 화학구조가 비슷한 것이 있음을 알게 되어 첨자로서 A1, A2 및 B1, B2, ‥‥라고 구분하였다. 지용성 비타민 비타민A는 동물의 성장에 필요하며 피부 특히 점막의 조직과 기능을 정상적으로 하는 작용과 시력을 유지하는데 필요하다. 이것이 부족하면 눈의 각막 건조증이 생기고 피부 및 점막의 변화를 일으킨다. 주로.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 29. 생체 성분의 화학 | 스테로이드 스테로이드의 구조 스테로이드(steroid)는 아래의 고리를 갖는 화합물이다. 네 개 고리는 A, B, C 및 D로 표시한다. 탄소는 아래에 보인 바와 같이 A고리에서 시작하며 D고리까지 차례로 진행하고 다음에 핵간(다리목)메틸기들 그리고 마지막으로 만일 있다면 곁사슬까지 번호를 메긴다. 많은 스테로이드들은 콜레스탄(cholestane)이라고 부르는 구조의 유도체로써 명명한다. 거의 모든 형태의 스테로이드들이 생체계에서 발견된다. 동물에서 여러 스테로이드들은 호르몬으로 작용한다. 또 합성 스테로이드는 의약용으로 널리 이용되고 있다. 몇 가지 중요한 스테로이드들 콜레스테롤(cholesterol)은 가장 널리 분포되어 있는 동물 스테로이드이고, 거의 모든 동물조직에서 발견된다. 특히 인체의 담석과 계란 노른.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 28. 생체 성분의 화학 | 페로몬 인간은 말이나 몸짓 또는 그림이나 문자를 사용하여 의사를 전달한다. 그러나 곤충과 몇 가지 동물들은 화학적으로 의사소통을 한다. 한 개체에 의해 분비된 화합물은 같은 종류의 다른 개체에 감응을 일으키는데 이런 화합물을 페로몬(pheromone, 그리스말 phero “운반체”로부터)이라고 부른다. 경보 페로몬이라고 하는 곤충 페로몬은 위험을 뜻한다. 페로몬은 다른 것들을 한 자리에 모으는 데도 이용된다. 예로 한 마리의 벌에서 분비된 페로몬은 다른 벌들로 하여금 먹이가 있는 장소를 알려준다. 곤충의 성 유인물은 페로몬의 또다른 종류이다. 페로몬의 극미량만으로도 원하는 응답을 끌어낼 수 있다. 전형적인 한 마리의 곤충 암놈은 단지 10-8g의 성유인물을 지니지만 이 양은 수마일 떨어진 곳으로부터 10억 마리.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 28. 생체 성분의 화학 | 테르펜 테르펜의 구조 식물 성분으로부터 수증기 증류 방법에 의하여 분리할 수 있는 방향성 성분을 정유(essential oil)라고 한다. 꽃에서 얻어지는 많은 정유들은 향료로 쓰인다. 유기화학 역사의 초기에 이 정유는 화학자들의 주의를 끌었고 수소원자수에 대한 탄소원자수의 비가 5 : 8임을 발견되었다. 그리고 탄소대 수소의 비율이 5 : 8인 천연물을 테르펜(terpenes)이라고 하였다. 그 후에 화학자들은 테르펜류가 이소프렌 골격 단위체의 머리 대 꼬리 결합을 갖는 화합물로 구성된 것임을 알게 되었다. 테르펜은 두 개, 세 개 또는 그 이상의 이소프렌 단위체들을 가질 수 있다. 이들 분자는 열린 사슬이나 또는 고리형이다. 이것들은 이중결합, 히드록시기, 카르보닐기 또는 다른 작용기를 갖는다. 그리고 C와.. Chemistry/생활 속 화학 2019. 8. 28. 이전 1 ··· 4 5 6 7 8 9 다음 반응형
