질량보존의법칙을처음제안한사람은?
보일-샤를의법칙에서절대온도의개념은어떻게나왔나?
아레니우스의전리설은어떤실험으로증명했나?
교과서에나오는이법칙들은어떻게탄생했으며,라부아지에나패러데이법칙의발견자는어떤실험을했을까?현재그법칙을직접확인할수있는실험은없을까?과학의발전은화학에어떤파급효과를줬을까?『화학의기본6가지법칙』은이모든질문을아우르는필독서다.
우리는‘질량보존의법칙’을자명한것으로받아들이고의심해본적이없다.그러나‘질량보존의법칙’을직접실험해볼수있는방법이있다면어떨까?그것도우리가일상에서흔히접할수있는물건중하나인‘건전지’로말이다.실험방법은매우간단하다.AAA건전지,펜라이트를건조제와함께건조기속에넣는다.하루동안방치했다가건전지를건조기에서꺼내질량을측정한다.
이제건전지를펜라이트에넣고불을켠채건조기에넣는다.전구의밝기가눈에띄게약해지기시작하면펜라이트에서건전지를꺼내신속하게질량을측정한다.실험결과,건전지의질량은거의변화하지않는다.변화한다고해도아주근소하기때문에이실험은‘질량보존의법칙’을실험할수있는매우간단하면서일상적인실험이다.『화학의기본6가지법칙』을읽으면다른5가지법칙도정말쉽게이해할수있다.
책속에서
라부아지에는‘탈플로지스톤공기’라든가‘플로지스톤화공기’라는이름은적당하지않다고생각하여전자에는옥시젠,후자에는아조토라는이름을붙였다.옥시젠은‘산을만드는것’이라는의미로서이이름은현재도사용되고있다.그리고아조토는‘생명이없다’라는뜻의그리스어에서따온말이다.이이름은오늘날에는프랑스이외에서는사용되지않는다.현재사용되고있는것은니트로젠(nitrogen)이라는이름이다.우리는흔히산소,질소라고부르고있다.
공기가산소1부피와질소4부피의화합물이라고하면,연소에관한그때까지의실험결과를전부무리없이설명할수있었다.라부아지에의새로운이론은화학을완전히합리화하는내용을담고있었다.플로지스톤과같은신비적인것은사라졌다.이이후는질량이나부피를측정할수있을만한물질만이화학자가다루는대상이되었다.
라부아지에에의해서시작된이화학의개혁을가리켜후세사람들은‘화학혁명’이라고일컬었다.실제로화학이근대적인의미로서의학문으로독립하기위해서는반드시통과해야할관문이었다.그런의미에서라부아지에를‘근대화학의아버지’라고일컫는다._28쪽
샤를도게이뤼삭도현재는기체에관한법칙을통해서잘알려져있지만,당시그들은기체를연구하는착실한과학자가아니라시대의첨단을달리는기구(氣球)제작자혹은기구승무원으로유명했다.지금으로말하면인기있는우주비행기술자이자우주비행사였다.
1783년가을,프랑스의몽골피에형제(J.M.Montgolfier,1740~1810;J.Montgolfier,1745~1799)는열기구를띄우는데성공했다.두사람을태우고약25분간이나파리를횡단한것이최대기록이었다.그러나기구밑에서불을피워부력을조절한다는것은위험하기짝이없는데다기구를조종하는방법도알려져있지않았다.
이런문제들을해결해달라는민간유지들의부탁을받은샤를은공기보다가벼운기체로캐번디시가발견한수소를기구에채우기로했다.이아이디어를생각해낸사람은그외에도몇사람이있었지만,수소를기구에밀폐하는일이어려웠다.
샤를은기구를비단천으로만들고,갓발명된기술,즉고무를녹여천에발라서말리면천이불투과성(不透過性)이되는방수천의제조원리를응용하기도했다.또샤를은모래주머니,내림밧줄,기체를뽑아내는밸브등‘기구조종술’이라고할만한것을연구했다.기구를감싸는그물과그것에매어달곤돌라도준비했다.
샤를의기구는몽골피에형제의기구보다더늦은1783년말에완성되어40만관중이지켜보는가운데서조용히하늘로올라갔다._48쪽
1780년경,이탈리아의생리학자갈바니(L,Galvani,1737~1798)는막껍질을벗긴개구리의다리가가까이에서전기방전이일어날때마다세차게경련하는것을발견했다.갈바니는이현상을여러가지실험을통하여조사했다.그결과다른금속을연결하여만든회로를개구리의신경이나근육에다접촉했을때도경련이일어난다는것을알았다.
이현상은동물의몸자체에서기인하거나다른금속의접촉에의한전기적인작용의결과로개구리다리가검전기의역할을하거나둘중하나였는데,갈바니는앞의견해,즉개구리다리가전기를발생시키는것이라고생각했다.
갈바니의발견은당시큰반향을불러일으켜사람들은앞다투어두종류의금속과개구리다리로갈바니가한관찰을반복했다.같은이탈리아의물리학자볼타도그런사람중하나였다.그는이미민감한검전기를발명한일류전기학자였다.
볼타는개구리다리는그저흥분했을뿐이며,금속이원천적인전기의발생자라고주장했다(1791년).또개구리다리가경련을일으키는세기는사용하는금속의종류에따라다르다는것을알아냈다.1794년에볼타는여러가지금속과도체를한줄로배열한것을발표하고,사용하는두종류의금속또는도체가이줄가운데서떨어져있을수록전기작용이강하다고말했다._118~119쪽
