모든 것에 화학이 있다 : 아침부터 저녁까지, 우리 일상 속에 숨겨진 화학

케이트비버도프

케이트비버도프박사는과학자이자과학전문방송인,텍사스대학화학교수다.텍사스대학교에서무기화학박사학위를따고책《효소,과학과기술(Catalysis,ScienceandTechnology)》을출간했다.또한베스트셀러아동도서《실험백과사전(TheBigBookofExperiments)》의저자이며〈투데이쇼〉,〈켈리클락슨쇼〉,〈웬디윌리엄스쇼〉,〈스티븐콜버트의레이트쇼〉등에출연했다.언젠
가라스베이거스에서과학쇼를선보일날을꿈꾸며텍사스오스틴에서남편과두마리의개(와성격나쁜고양이한마리)와함께살고있다.KateTheChemist.com.

들어가며

1부.당신이고등학교화학수업에서놓친것

1.작은것들이물질이다:원자
2.모양에관한모든것:3차원의원자들
3.몸으로말해요:고체,액체,기체
4.결합은깨지게마련이다:화학반응

2부.여기,저기,모든곳에있는화학

5.아침에일어나는게좋은이유:아침식사
6.불타는근육:운동
7.알-음-다-움:외출준비
8.나에게햇살을:해변에서
9.오늘의요리:부엌에서
10.휘파람불며일하기:집청소
11.해피아워는행복한시간:술집에서
12.노을을보며쉬기:침실에서

주기율표
감사의말
용어설명
간추린참고서적

화학을이해하는일에박사학위같은건필요없다
불뿜는화학교수가알려주는일상속화학의모든것

어떤사람들은왜모닝커피를마시기전까지좀처럼정신을차리지못할까?낮의하늘은파란데해질녘하늘은왜불그스름할까?그리고내친구는왜술취할적마다탭댄스를출까?이런것들을궁금해한적이있는가?그답은화학에있다!아침에일어나는순간부터잠자리에들때까지,심지어자는동안에도,화학은여전히활동중이다.그리고이런사실을이해하는일에과학박사학위같은건없어도된다.

하지만과학자들은종종박사학위가있는사람이아니면누구도이해불가능한방식으로과학에관해이야기한다.강의시간에종종불을뿜는화학쇼를펼쳐보이기도하는저자는이런상황이안타까운나머지“왜화학이근사하고,왜엄청짜릿하고,왜이것을사랑해야만하는지”사람들에게알려주고자,과학도가아닌사람도이해하기쉬운방식으로화학원리를설명한다.원소와원자의정의에서시작해,전자와양성자와중성자로이루어진원자의구성,주기율표보는법,이온의기본개념을이해하고나면,원자들의결합에관한이해하기쉽고,종종피식웃음이나오는설명이이어진다.

화학에서결합은본질적으로두원자사이의합의다.원자들은더욱강하게끌어당기는원자가나타날때까지어디든지함께다닐것이다.예를들어나는처음만난멋진사람과손을잡고있으며,계속그러고있을생각이다…….라이언레이놀즈가그곳에나타나기전까지는말이다.이렇게되면나는그사람의손을놓고더나은결합을향해다가갈것이다.원자사이에서도바로이런일이일어난다.(‘2.모양에관한모든것:3차원의원자들’에서)

저자는라이언레이놀즈와한손을맞잡는것으로원자간의단일결합을설명하거나두손을맞잡은모습으로이중결합을묘사한다.화학에서세가지주된상(phase)인고체,액체,기체의기본개념을이해시킨뒤에는,분자들이새로운모습으로변모하는화학반응에대해케이크만드는과정을예로들면서알기쉽게설명해준다.“거시적세계의질량을미시적세계의분자개수로”표현하는화학단위인‘몰(mole)’에대한설명역시바로이해할수있을만큼명확하고직관적이다.

당신이태어난날에1몰의10원짜리동전을받았고100살이될때까지매초100만원씩버린다고해도,100번째생일에는당신돈의99.99%가여전히남아있을것이다.
100년동안매초100만원씩쓴다해도당신이가진돈을겨우0.01%밖에쓸수없다.
믿을수있겠는가?1몰은어마어마하게큰숫자다.(‘4.결합은깨지게마련이다:화학반응’에서)

또한본문중간중간‘화학자처럼말하는법’,‘몰은그램이아니다’,‘[밀가루]표백을할것인가,말것인가’,‘신선한배리vs냉동배리’같은팁이들어가있어,그장에서설명하는화학원리를이해하는데도움이된다.책뒤쪽에별색페이지로들어가있는‘주기율표’를참조할수도있다.

화학을포기할필요도없고,포기해서도안된다
왜?우리주위의모든것이화학이니까!

이책『모든것에화학이있다》의장점중하나는1부에서쌓은화학지식으로2부에서실생활응용에들어갈수있다는것이다.우리주변의모든현상을설명하고이해하는데도움을주는학문인만큼화학은과학자들의실험실에서만이아니라우리가먹는음식에서도,평소에자주사용하는샴푸나세척제에서도,입고다니는옷에서도찾아볼수있다.가령,이른아침수많은사람들의정신을깨워주는커피에는분자식C8H10N4O2의그유명한카페인이들어있다.카페인분자는그구조로인해뇌의특정수용체와결합할수있는데,대체로이수용체는우리몸에자연적으로존재하는아데노신분자와결합하려한다.이수용체와아데노신이결합하면졸리거나나른해진다.하지만카페인이몸에들어가면수용체는아데노신대신카페인과결합을형성한다.즉카페인은실제로우리몸에에너지를주는게아니라다른분자가우리를졸리게만드는걸막는다.물론수용체와카페인의결합은수명이짧아서,우리를졸리게만드는아데노신의임무를영구적으로막지는않는다.

모닝커피를마신뒤아침운동을할때우리몸에서일어나는화학반응과운동복에깃든화학원리를알려주기도한다.이장에서는우리가소화한음식이어떻게에너지의원천인‘아데노신삼인산(ATP)’으로변하는지,몸에쌓인여분의에너지가어떻게지방으로변하는지를이해하게된다.

자,이제100만달러짜리질문이다.실제로어떻게몸무게를줄일수있을까?연소되고난다음에는어떻게되는걸까?주의를기울였다면당신은우리가매번ATP를연소할때마다이산화탄소를방출한다는사실을알아챘을것이다.이말은운동을할때연소하는모든지방,단백질,탄수화물이당신의몸에서호흡을통해방출된다는뜻이다.믿을수있겠는가?당신은지방을호흡으로뱉어낸다.그렇게살을빼는거다.화장실에가거나땀을흘릴때살이빠지는것이아니라,문자그대로운동하는동안(그리고그후에)입에서내뱉는호흡을통해서분자가빠져나간다.(‘6.불타는근육:운동’에서)

운동을마치고출근/등교/외출준비를할때작용하는화학에관한내용도나온다.샤워할때물이우리몸으로쏟아지면물분자들이피부위에서이웃한물분자와수소결합을형성한다.물의점착력이아주강하면물분자들은피부의염분같은것보다서로에게더끌려서피부위에서물방울을형성한다.샴푸나샤워제품에도여러종류의분자가들어있는데,실리콘분자가들어있는샴푸의경우,높은열적안정성을갖고있는실리콘의특성상머리카락을환경적훼손으로부터보호해주지만실리콘분자들끼리결합을형성해이른바‘떡진머리’를만들기도한다.그밖에도부엌에서요리를할때작용하는화학,해변에내리쬐는햇살이나모래사장에가득한각종플라스틱제품들을형성하고있는화학,때를제거하는세척제에들어있는화학,기분을업시켜주거나횡설수설하게만드는알코올에깃든화학에대해서도이야기한다.

이렇듯화학은학문적으로뿐만아니라실생활에도적용할수있는지식이다.화학지식을갖추면샤워나화장이나요리등일상적인활동을바라보는시야가달라진다.오존(O3)의역할이나옥틸메톡시신나메이트(일부자외선차단제에들어있는분자)가바닷속산호초에미치는영향을알게되는등환경보호에도움이되는지식을얻는건물론이다.이책을읽고나면맥주를마시면서‘아,이건상면발효맥주던가’하고중얼거리는스스로를발견하게될지도모른다.