아는 만큼 보이는 세상 : 화학 편

사마키다케오

저자:사마키다케오

도쿄대학교비상근강사이자중학교과학교과서《새로운과학》의편집위원,과학을좋아하는사람들을위한잡지<이과탐험(RikaTan)>편집장이다.과학의재미를알리는책을집필하고강연하면서하루하루를보내고있다.주요저서에는《과학잡학사전통조림(우주편)》,《한번읽으면절대잊을수없는화학교과서》,《이토록재밌는화학이야기》,《청소년을위한물리이야기》,《5분뚝딱물리학수업》등이있다.



역자:최윤영

자신이전하는글이따스한봄햇살처럼모든사람들에게가닿기를바라며일본서적을우리말로옮기는번역가로활동중이다.현재소통인(人)공감에이전시에서도활동중이다.

옮긴책으로는《소곤소곤숲속표본실》,《열한번의계절을지나》,《하나와미소시루》,《여리고조금은서툰당신에게》,《당신이매일매일좋아져요》,《패밀리집시》등이있다.



감수:이준호

인천백석초등학교에서아이들을가르치며함께공부하고있다.포스코주최과학홈페이지경연대회에서탄소로열어가는세상으로우수상을수상했고,한국과학창의재단에서주관한융합인재교육STEAM교재개발에참여했다.지금은어려운과학지식을쉽고재미있게전달하고자팟캐스트'과학이빛나는밤에'를방송하고있다.

저서로는통합형과학교양서인《과학이빛나는밤에》,《한권으로끝내는세상의모든과학》,《초등학생들을위한개념똑똑이야기과학시리즈:렌즈이야기,기체이야기》등이있다.

들어가는글

CHAPTER1인류가만난최초의화학
물불
물은무슨색일까?물분자와가시광선
지구에는담수가얼마나있을까?물의순환
얼음은진짜0℃일까?물분자의결합
끓는물에서나오는김의정체는?물의분자운동
수증기로종이도태울수있다고?과열수증기
얼음이가라앉지않는과학적인이유물분자의결합
물은무엇이든녹일수있다고?용매로써의물
남자와여자중누가체내수분량이더많을까?체내수분량
세상에서가장위험한화학물질,DHMO화학물질의이름
‘대기’와‘공기’는같을까다를까?대기권의구성
지표부근과산정상의공기는무엇이다를까?공기의성분
공기를확대하면무엇이보일까?공기의분자운동
왜인류만이불을다루는기술을가졌을까?인류의진화
인류가가장처음알게된화학변화는?화학변화
불에타는것은재와‘이것’으로되어있다?플로지스톤설
최초로산소를발견한사람은누구일까?산소의발견
산소때문에불이타는것은누가발견했을까?화학변화
물질이연소하려면꼭필요한것들연소의3조건

CHAPTER2사회를획기적으로발전시킨화학
금속
금속은무엇일까?금속의특징
칼슘은무슨색일까?원소의색깔
작은물고기에는사실칼슘이없다고?원소명의여러쓰임
금속은왜중요한재료일까?금속의활용
철의생산으로숲이사라진이유코크스의탄생
철을대량생산할수있게된비결은?강철의탄생
고대에는어떻게철을제작했을까?고대의제철법
‘녹슬지않는철’은무슨원리일까?철의산화
점토를구우면왜단단한토기가될까?공유결합
현대사회를지탱하는가장탁월한재료파인세라믹스의탄생
도자기와사기는무슨차이가있을까?광물의녹음
인더스문명의붕괴는‘이것’이원인이었다?소성벽돌
콘크리트가굳는건수분증발때문이아니라고?화학변화

CHAPTER3인류사에결정적인역할을한화학
유리폭약
유리는왜투명할까?유리의성질
고대이집트시대에‘유리구슬’이있었다고?유리의구조
풍선을불듯이‘이것’을불수있다?유리의가공
빨간유리를만들기어려웠던이유유리의가공
유리로지은가장유명한건축물은?플로트공법
보이지않고맡아지지않지만,치명적인기체의정체일산화탄소
가정용가스레인지에서냄새가나는이유폭발의활용
왜불꽃마다터질때의모양과색이다른걸까?금속의연소
폭탄도되고심장약도되는‘이것’의정체는?니트로글리세린
세계역사를바꾼화학물질의탄생다이너마이트

CHAPTER4인간의건강을지키고수명을늘린화학
위생의약품
지금봐도놀라운로마의공중보건수준공중보건
인류는언제부터목욕을했을까?물과위생
콜레라를물리친천재의사의엄청난가설은?위생화학
전염병이상하수도를발달시켰다고?여과와정화
세계최초의화학요법제는무엇일까?그람염색
매독을낫게한다는착각연금술
고대사람들은어떻게약을구했을까?고대의의약품
페니실린의놀라운성분페니실린
항생제에내성이생기는이유는?항생물질과내성균

CHAPTER5편리함과안락함을선물한화학
농약염료합성섬유플라스틱
전세계80억명의생명을지탱하는화학화학비료
농약은포도도둑을쫓아내려다탄생했다고?농약의개발
닿으면죽는기적의살충제의정체는?DDT의탄생
DDT가전쟁을유리하게이끈이유DDT의활용
DDT가불러온‘침묵의봄’DDT의해악
독이되어버린화학물질들온실가스
다양한색은어떻게만들까?천연염료
부자들의특권,‘로열퍼플’이조개에서탄생했다?천연염료
찌꺼기에서탄생한‘신로열퍼플’의정체는?합성염료
꿈하나가발전시킨염료화학의세계벤젠의고리구조
화장품은어디서탄생했을까?안료
거대한분자‘고분자’란?고분자
일상생활에쓰이는천은어떻게만들었을까?천연섬유
합성고무는어떻게만들었을까?고분자화학공업
스타킹의실이가는데도강한이유나일론의합성원리
나일론손수건으로땀이잘닦이지않는이유고분자화학공업
‘플라스틱’은무엇일까?합성수지
열로딱딱해지는플라스틱과부드러워지는플라스틱플라스틱의특징
플라스틱이당구공때문에탄생했다고?셀룰로이드의구조
원료에따른다양한합성플라스틱의탄생4대플라스틱
비닐도되고용기도되는이‘원료’의정체는?폴리에틸렌
일회용기저귀의흡수력이엄청난이유는?고성능플라스틱
플라스틱도흙으로변하는시대가되었다?플라스틱의분해

CHAPTER6이제는없어서는안될화학에너지
석유
에너지원은어떻게변해왔을까?에너지원
석유를끓여서분별하는이유석유의증류
에너지원은왜석탄에서석유로바뀌었을까?에너지혁명
석유는진짜로생물의사체가주원료일까?석유의생성과정
석유는앞으로몇년안에고갈될까?석유매장량
‘온실가스’는무조건나쁘다고?온실가스

여러금속을섞으면어떤일이일어날까?
액체폭탄을규조토에부으면어떻게될까?
“화학에상상력을더하면
세상을바꾸는힘이된다!”

모두가아는위대한과학자아인슈타인은말을배우는속도가느리고학교생활에도적응하지못하는학생이었다.그러나아인슈타인은상상력과호기심이뛰어났다.아버지에게선물받은나침반의바늘이항상같은방향에서멈추는것을보고“바늘을항상같은방향에멈추게하는힘은어떤힘일까?”하고상상했던것이다.이힘의정체에대한상상력이점차발전해그유명한‘상대성이론’을정립하기에이른다.
화학에서도마찬가지다.“잘폭발하는액체폭탄을규조토에부으면어떻게될까?”라는상상을실천으로옮긴노벨은인류사에서큰역할을한‘다이너마이트’를발명한다.그는이다이너마이트를통해벌어들인돈으로‘노벨상’을만들었다.마찬가지로“서로다른특징을가진금속을뒤섞으면어떤일이생길까?”라는상상을실천으로옮긴끝에인간의생활을한층더편안하게만들어준‘합금’이탄생하게된다.

보통‘화학’이라고하면지루하고,계산이어려우며,외울것도많은분야라고생각한다.하지만이것은암기식공부때문에생긴편견일뿐,화학의본질은그렇지않다.본래화학이란물질을연구하는분야이다.예를들어,컵은유리,종이,금속등등다양한재료로만들어진다.이컵을이루는재료가바로물질이다.
또한,보통‘화학물질’이라고하면폭발물이나독극물같은무서운이미지를떠올린다.그러나인간을포함해공기,물,음식,의복,건축물,흙,암석등주위의온갖사물을이루는물질모두를가리켜화학물질이라고부른다.
‘화학변화’도마찬가지이다.물질을이루는원자나분자가어떻게결합하여그물질을이루는지연구하는것도화학이다.이결합방식이변화하여지금까지없던새로운물질이만들어지는변화를가리켜화학변화라고부르는것이다.

이책은여러화학물질과이물질들의변화,그리고다양한화학반응이과거부터현재까지우리생활을어떻게바꾸어왔는지알려준다.여기에서소개된화학이야기들을따라읽다보면화학이우리삶과얼마나긴밀하게연결되어있는지,또화학과역사가어떠한관계인지자연스럽게깨닫게될것이다.어렵게만보였던화학을벗어나암기할필요도없고계산할필요도없는,알면알수록놀랍고흥미로운화학의세계로초대한다.

우리가지금까지만나지못했던
진짜화학을만나는첫걸음!
DHMO(디하이드로젠모노옥사이드)라는아주위험한화학물질이있다.이물질은①무색,무취,무미이고,②우연히과량흡입하면사망에이를수있으며,③고체상태DHMO는극심한피부장애를일으킬수도있고,④오늘날거의모든하천과호수에서발견되는데산성비의주성분이자온실효과의주원인이기도하다.이물질의정체가과연무엇인지알수있는가?
실제로미국에서는한학생이이화학물질의위험성을주장하며사용금지를주장하는서명활동을벌였다.DHMO의특징을본많은사람이이위험한물질의사용금지를찬성하는데선뜻서명을하는해프닝도벌어졌다.사실DHMO는DihydrogenMonoxide의약어이며,화학식으로나타내면H2O이다.즉,엄청나게위험한화학물질DHMO의정체는‘물’인것이다.
이런서명활동을벌인이유는다름아닌‘과학교육의필요성’을호소하기위해서였다.‘디하이드로젠모노옥사이드’라는무시무시한이름에속아넘어가는사람이많다는사실을알리고경종을울리기위함이었다고한다.이처럼화학에는언뜻보기에무섭고,어렵게느껴지도록하는요소들이많을수있다.하지만화학을포함하여다양한과학지식의기본을갖춘다면더이상이런허상에속지않고물질의실체를파악할수있다.
저자사마키다케오는“화학은물질을연구하는학문”이라고말한다.화학이라는분야역시고대그리스철학자들의“세상의모든것은무엇으로이루어져있는가?”라는물음에서시작했다.다시말해,화학은우리를둘러싼세상모든것의‘진짜모습’에대한이야기다.

주기율표를몰라도재미있다!
계산하지않아도이해된다!
이책은화학자의상상력,그리고화학의발견이우리생활을어떻게바꾸어왔는지에대한이야기이기도하다.
1장은인류가최초로만난화학물질인물과불에관한이야기이다.자연에서만나는화학물질과화학변화를통해인류가어떻게진화했는지알게될것이다.
2장은인류사회를획기적으로발전시킨금속에관한화학이야기이다.철의탄생으로다양한건축물이탄생하고일상생활이편리하게바뀐이야기들을만날수있다.
3장은인류사에서결정적역할을한화학물질들을이야기한다.지금은없어서는안될유리,나라의흥망성쇠를좌우한전쟁에서커다란역할을한폭약이야기등을모았다.
4장은나날이발전하는생활과더불어,인간의건강과수명을좌우한의약품과위생에관한화학을모았다.
5장은인간의삶에편리함을더한화학제품에관한이야기이다.농약,염료,합성섬유,플라스틱등의탄생과이화학제품들이준득과실을함께살펴볼수있다.
6장은현대사회를지탱하는가장대표적인에너지인석유에관해이야기한다.지금까지에너지원이어떻게변화해왔는지,화학과에너지원의관계는어떻게되는지폭넓게알수있다.
이야기책처럼,또는역사책처럼,또는소설처럼재미있게쭉따라읽다보면주기율표를암기하지않아도이해하는화학,계산하지않아도알게되는화학을만나게될것이다.