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인터넷에서 말한 얼룩 지우는 법은 확실할까?
상봉중학교 임우빈
상봉중학교 조해지
신현중학교 장유정
휘경중학교 최효영
지도교사 최진숙 선생님
Ⅰ. 주제설정의 동기
1.탐구동기
-옷에 묻은 얼룩이 잘 지워지지 않을 때 난처한 경우가 많다. 산출물 주제를 정하기 위해 토의를 하던 중 옷에 살짝 묻은 얼룩을 보았고 얼룩이 잘 지워지지 않을 때에는 어떤 방법으로 지워야 가장 효과적으로 지울 수 있는지 알아보고 싶었다. 특히 이 문제는 실생활에서 자주 겪을 수 있는 문제이고 대부분의 사람들이 방법을 잘 알지 못해 옷을 버리는 경우도 있기 때문이다. 우리는 이번 탐구를 통해 옷에 묻은 얼룩을 지우는데 가장 효과적인 방법과 얼룩이 지워지는 원리에 대해 알아보고 싶어 이 내용을 탐구주제로 정하기로 했다.
2.배경지식
옷에 얼룩이 지는 이유 : 얼룩이 될 만한 물질이 옷의 섬유조직에 묻어있거나 끼어있기 때문으로 물을 이용해 지워지지 않는 경우가 많다.
3.가설
얼룩의 종류에 따라 지우는 방법이 달라진다.
인터넷에서 떠도는 얼룩 지우는 방법은 모두 정확하지는 않는다.
Ⅱ. 탐구 과정
1.준비물
가. 옷에 얼룩을 지게 할 수 있을 만한 물질
-피, 포도과즙, 볼펜잉크, 수정액, 김치 국물, 서예용 먹물 등.
나. 얼룩이 묻을 수 있는 섬유
-천연섬유(면으로 이루어진 천)
다. 얼룩을 지울 수 있을만한 용액
-물, 아세톤, 밥풀, 주방용 세제, 세탁세제, 과산화수소수, 소금물, 식초, 에탄올, 암모니아수, 산소계 표백제, 양파즙, 물파스, 락스, 치약 등.
2.탐구목적
가. 옷에 묻은 얼룩을 가장 효과적으로 지울 수 있는 방법
나. 옷에 묻은 얼룩이 지워지는 원리
Ⅲ. 탐구해보고 싶은 내용
1.탐구 내용
가. 얼룩을 효과적으로 지우는 방법
1) 인터넷에서 얼룩을 지우는 방법을 찾아보고 여러 방법을 실험해본다.
2) 실제로 지워지는 것과 지워지지 않는 것을 분류해 본다.
3) 그 원리는 무엇인가.
2.탐구 방법
가. 섬유에 용액을 묻혀 어떤 방법이 가장 효과적으로 지워지는지
1) 준비된 섬유에 잘 지워지지 않는 용액을 묻혀 본다.
2) 얼룩이 묻은 천을 인터넷에서 설명한 방법으로 지워본다.
3) 30초 간격으로 사진을 찍어 변화를 살펴본다.
4) 가장 잘 지워지는 방법과 지워지지 않는 방법들을 분류한다.
5) 지워진다면 그와 관련된 과학 원리를 알아본다.
Ⅳ. 탐구내용
1. 실험과정
가. 얼룩을 효과적으로 지우는 방법
1) 면으로 이루어진 천에 피가 묻은 경우
가) 우선 손을 깨끗하게 씻은 후 채혈침으로 천에 피를 살짝 흘린다.
나) 천에 묻은 피가 마를 때 까지 기다린다.
다) 피가 묻은 천을 인터넷에서 찾은 방법으로 지워본다.
(소금물, 과산화수소, 암모니아수, 아세톤, 에탄올, 찬물)
라) 30초 간격으로 천의 변화 상태를 확인해 지워지는 시간과 정도를 살펴본다.
마) 여러 지워지는 방법이 얼룩을 효과적으로 지운 원리에 대해 알아본다.
2) 면으로 이루어진 천에 포도과즙이 묻은 경우
가) 천에 포도과즙을 흘린다.
나) 과즙이 마를 때까지 기다린다.
다) 과즙이 묻은 천을 인터넷에서 나온 방법으로 지워본다.
(물, 식초, 락스, 산소계 표백제, 소금물)
라) 30초 간격으로 천의 변화 상태를 확인해 지워지는 시간과 정도를 살펴본다.
마) 여러 지워지는 방법이 얼룩을 효과적으로 지운 원리에 대해 알아본다.
3) 면으로 이루어진 천에 볼펜이 묻은 경우
가) 천에 볼펜을 묻힌다.
나) 볼펜얼룩이 마를 때까지 기다린다.
다) 볼펜얼룩이 묻은 천을 인터넷에서 나온 방법으로 지워본다.
(물, 주방용 세제, 식초, 핸드크림, 물파스, 락스, 에탄올)
라) 30초 간격으로 천의 변화 상태를 확인해 지워지는 시간과 정도를 살펴본다.
마) 여러 지워지는 방법이 얼룩을 효과적으로 지운 원리에 대해 알아본다.
4) 면으로 이루어진 천에 수정액이 묻은 경우
가) 천에 수정액을 흘린다.
나) 수정액이 마를 때까지 기다린다.
다) 수정액이 묻은 천을 인터넷에서 나온 방법으로 지워본다.
(에탄올, 주방용세제, 물, 치약, 물파스)
라) 30초 간격으로 천의 변화 상태를 확인해 지워지는 시간과 정도를 살펴본다.
마) 여러 지워지는 방법이 얼룩을 효과적으로 지운 원리에 대해 알아본다.
5) 면으로 이루어진 천에 김치얼룩이 묻은 경우
가) 천에 김치국물을 흘린다.
나) 김치국물이 마를 때까지 기다린다.
다) 김치국물을 인터넷에서 찾은 방법으로 지워본다.
(물, 주방용 세제, 양파즙)
라) 30초 간격으로 천의 변화 상태를 확인해 지워지는 시간과 정도를 살펴본다.
마) 여러 지워지는 방법이 얼룩을 효과적으로 지운 원리에 대해 알아본다.
6) 면으로 이루어진 천에 먹물이 묻은 경우
가) 천에 먹물을 흘린다.
나) 먹물이 마를 때까지 기다린다.
다) 먹물이 묻은 천을 인터넷에서 나온 방법으로 지워본다.
(치약, 락스, 식초, 밥풀)
라) 30초 간격으로 천의 변화 상태를 확인해 지워지는 시간과 정도를 살펴본다.
마) 여러 지워지는 방법이 얼룩을 효과적으로 지운 원리에 대해 알아본다.
Ⅴ. 실험 결과 및 결과가 나타난 이유와 원리
1. 실험결과
가. 얼룩을 효과적으로 지우는 방법
1) 면으로 이루어진 천에 피가 묻은 경우
-피 얼룩은 붉은 색으로 천의 가운데 부분에 살짝 묻혀두었다.
-가장 효과적으로 지워지는 방법은 과산화수소이다.
-지워진 정도 : 과산화수소>물>소금물>암모니아≥알코올=아세톤
2) 면으로 이루어진 천에 포도과즙이 묻은 경우
-포도과즙의 얼룩은 천을 포도과즙에 담가서 전체적으로 푸른색에 가까운 보라색으로 천이 물들었다.
-가장 효과적으로 지워진 방법은 락스이다.
-지워진 정도 : 락스>식초>물=소금물≥표백제
-실험이 끝나고 난 후 정리를 하다가 이상한 사실이 확인되었는데 락스에 넣어놓았던 천은 꺼내자 너덜너덜 하게 찢어질 것만 같았다. 그리고 용액들을 정리하다가 락스와 식초가 섞이는 실수를 하게 되었는데 이상한 기체가 나와서 몇 분간 숨을 쉬기가 힘들었다.
3) 면으로 이루어진 천에 볼펜 얼룩이 묻은 경우
-볼펜잉크는 따로 구해서 묻히기가 힘들어서 천의 가운데 부분에 볼펜으로 여러개의 선을 그어 두었다.
-가장 효과적으로 지워진 방법은 에탄올이다. 물파스도 비슷한 수준으로 지워졌다.
-지워진 정도 : 에탄올≥물파스>식초=물=핸드크림≥주방세제
4) 면으로 이루어진 천에 수정액이 묻은 경우
-수정액은 액체형식으로 이루어진 것을 천의 가운데 부분에 묻혀 굳혀 두었다.
-가장 효과적으로 지워진 방법은 물파스이다.
-지워진 정도 : 물파스>세탁세제=에탄올=물≥치약
5) 면으로 이루어진 천에 김치얼룩이 묻은 경우
-김치얼룩은 천을 김치국물에 담갔다가 꺼낸 후 말렸다.
-가장 효과적으로 지워진 방법은 주방세제이다.
-지워진 정도 : 주방세제≥양파즙>세탁세제>물
6) 면으로 이루어진 천에 먹물이 묻은 경우
-먹물은 천을 먹물에 담갔다 꺼낸 후 말렸다. 하지만 먹물이 제대로 천에 색깔이 나타나지 않았다
-가장 잘 지워진 방법은 세탁세제이다.
-지워진 정도 : 세탁세제>식초=물>밥풀
2. 실험의 결과가 나타난 이유
가. 얼룩을 효과적으로 지우는 방법
1) 면으로 이루어진 천에 피가 묻은 경우
가) 피-과산화수소
과산화수소는 소독약으로 많이 쓰이고 상처부위에 바르면 흰 거품이 생긴다. 피 속의 카탈라아제라는 효소로 인해 과산화수소가 분해되어 산소기체를 발생시켰기 때문이다. 그 거품속의 산소가 상처 속 병균을 살균해준다.
옷에 묻은 피 얼룩을 지우는 과산화수소도 비슷한 원리인데 우리가 썼던 과산화수소는 실험실용 과산화수소로 30%의 농도라 소독용 과산화수소(약 농도 3%)보다 농도가 높아 반응이 더 활발하게 일어났다.
(←과산화수소의 분자모형)
과산화수소(hydrogen peroxide)를 구성하는 원소는 수소원소와 산소원소인데 과산화수소는 수소원자2개와 산소원자2개가 공유 결합한 무색무취의 투명한 액체이다. 분자식은 H2O2이다. 물 분자에 산소원자 하나가 더 붙은 결합상태로 불안정한 상태이다. 그래서 과산화수소를
상온에 그냥 두면 산소 원자가 날아가기 시작한다.
피 속의 카탈라아제라는 성분은 과산화수소가 산화하는 것을 돕는 촉매 역할을 해 과산화수소의 반응을 활발하게 일어나도록 돕게 한다.
과산화수소가 물과 산소원자로 분해되었을 때 산소원자 한 개는 활성산소라고 불리며 표백의 효과를 가지게 되는데 이 활성산소원자가 피 얼룩을 지우게 된다.
나) 피-물
실험실에서 물을 데워서 쓰기에는 실험 시간동안 물을 따뜻하게 하고 있을 수 없어서 부득이하게 찬 물로만 실험을 했다. 찬 물에 담가두었던 피 얼룩은 약간의 자국이 남기는 했지만 깨끗하게 지워졌다.
피가 응고할 때 피브린과 혈청이라는 성분들도 모조리 응고되게 되고 혈액이 응고된 결과물을 혈병이라고 한다. 혈병은 단백질 성분으로 이루어져 있어 만일 따뜻한 물로 실험을 했을 경우에는 혈액의 응고를 더 빠르게 만들어 피 얼룩을 지울 수 없었을 것이다.
그리고 피가 오랫동안 천에 묻어있어서 완전히 굳은 상태일 경우에는 물로는 지워지지 않고 위의 방법처럼 과산화수소를 사용해 혈액 속의 효소를 이용하는 방법밖에 없다.
다)피-소금물
소금은 나트륨이온(Na+)과 염소이온(Cl-)로 이루어진 이온결정의 형태를 하고 있다. 물에 소금을 녹이게 되면 소금은 양이온인 나트륨이온과 음이온인 염소이온으로 나뉘게 되는데 물분자에 둘러싸인 이온이 되어있다. 염소이온은 물 안에서 염소기체를 만들기 시작하고 남은 염소이온이 물에서 얼룩에 영향을 주게 된다
염소이온에는 살균력과 표백력이 있기 때문에 피 얼룩이 지워지게 된다. 염소이온뿐만 아니라 알칼리 계열의 음이온들은 살균력이 존재하고 있다. 수돗물을 소독할 때, 또는 락스를 만들때 주로 쓰이는 이온이 염소이온이기 때문에 얼룩을 지워낼 수 있는 것이다.
라)피-암모니아
피가 응고할 때 피브린과 혈청이라는 성분들도 모조리 응고되게 되고 혈액이 응고된 결과물을 혈병이라고 한다. 혈병은 단백질 성분으로 이루어져 있는데 단백질성분으로 이루어진 얼룩을 지우기 위해서는 암모니아라는 염기성물질을 이용해서 지워야 한다고 한다.
위의 실험에서는 피가 갈색으로 변해 천 전체에 번져서 얼룩이 지워지지 않았다고 판단했지만 피가 갈색으로 변한 것은 피 얼룩을 지우기 위한 과정이다. 단백질이 염기성의 성분에 의해 분해되어 얼룩이 지워지게 되는 것이다.
마)피-아세톤, 에탄올
흔히 아세톤과 에탄올은 얼룩을 지우는 데 많이 쓰이기 때문에 피 얼룩도 잘 지워질 것이라고 예상되어 피 얼룩을 지울 때 아세톤과 에탄올을 쓰는 경우가 있는데 아세톤과 에탄올은 피의 성분과 별로 상관관계가 없기 때문에 얼룩을 지우는 데에는 별 효과가 없다.
2) 면으로 이루어진 천에 포도과즙이 묻은 경우
포도과즙의 색소는 비타르계의 천연색소로 포도의 과피에서 물로 추출하게 되는데 이때는 이산화황을 함유한 물로 추출하는 경우가 많다. 음료등의 착색에 이용되는데 안토시아닌계의 색소이다. 에노사이아닌을 주 성분으로 하고 붉은 색을 띤다.
가) 포도과즙-락스
포도과즙의 얼룩이 락스에 들어가자 마자 흰색으로 변하며 얼룩이 사라져 버린 것은 락스의 성분 때문이다.
락스는 클로록스(Clorox) 라는 상품이 유한양행에서 유한락스라는 이름으로 판매된 것이다. 클로록스는 차아염소산나트륨의 진한 수용액을 나타내는 상표명이다. 주로 성분은 차아염소산나트륨과 소량의 수산화나트륨으로 계면활성제성분도 미량 포함하고 있다. 염소 성분이 포함되어 있는 탓에 무색 또는 녹황색의 액체인 락스는 염소냄새를 포함하고 있다. 차아염소산나트륨의 화학식은 NaClO이고 물에 잘 녹는다. 락스의 살균력은 pH에 따라 영향을 많이 받는데 pH가 낮을수록 살균력이 강하다.
락스는 염소계표백제이기 때문에 강한 표백력을 가지고 농도에 따라 그 영향이 천에 가게 되는데 우리가 했던 실험에서는 락스를 희석시키지 않고 원액을 그대로 사용해서 천이 찢어졌다.
락스 실험을 정리하다가 식초와 섞이자 이상한 기체가 나왔던 이유는 화학 반응이 일어났기 때문이다. 락스가 산성액체와 섞이게 되면 염산 성분과 락스에 포함된 차아염소산나트륨이 열과 함께 유독 가스를 내보내는데 이 가스는 염소기체이다. 화학식으로 나타내면 NaClO(aq) + HCl(aq) → NaOH(aq) + Cl2↑이다.
나)포도과즙-식초
푸른색에 가까웠던 포도과즙얼룩이 식초에 들어가자 붉은 빛에 가까운 보랏빛으로 변한 이유는 비타르계의 천연색소인 포도과즙이 pH에 의한 색깔 변화를 보이기 때문이다. 포도과피추출색소는 산성에서 자주색을 띠게 되는데 이때 식초는 산성이기 때문에 포도과즙 얼룩이 자주색을 띠게 된 것이다. 하지만 색깔이 변하고 약간 흐릿해지기는 했지만 얼룩이 지워지지 않은 이유는 식초와 포도과즙얼룩이 큰 영향을 주고받지는 않기 때문이다.
3) 면으로 이루어진 천에 볼펜얼룩이 묻은 경우
가)볼펜-에탄올
우리가 실험에 사용했던 볼펜은 수성이 아니라 유성볼펜이었는데 유성볼펜의 잉크는 기름에 가까운 성질을 가지고 있다. 에탄올이 유성 볼펜의 얼룩을 깨끗하게 지워낼 수 있었던 이유는 에탄올이 알콜성을 띠기 때문에 얼룩을 잘 휘발시켰기 때문이다.
나)볼펜-물파스
물파스는 유기용매와 알코올, 휘발성분이 들어있다. 물파스에 포함된 휘발성 물질은 캄파이다. 캄파는 분자구조에 케톤(-CO-)기를 가지고 있는 물질이다. 케톤(-CO-)기는 아세톤에 포함된 휘발성 물질과 동일한 물질이다. 케톤성물질은 다른 유기물질과 잘 섞이는 성질이 있기 때문에 유기물질인 볼펜 잉크 얼룩을 지울 수 있었던 것이다.
4) 면으로 이루어진 천에 수정액이 묻은 경우
수정액의 성분은 안료와 수지, 첨가제이다. 안료는 수정액을 하얗게 만드는 역할이다.
안료는 산화티탄을 주성분으로 하며 황산바륨, 활석, 탄산칼슘, 규산알루미늄, 산화아연, 운모, 이산화규소, 점토, 규조토 중에 하나 이상이 들어가게 된다.
수지는 필름 형성 중합체 물질로 종이와 흰 안료를 결합시키는 결합제 역할을 한다. 수지는 휘발성 유기용매나 수성용매가 사용되고 여러 첨가제도 들어가게 된다.
가)수정액-물파스
위의 볼펜얼룩제거실험에서 알아본 것과 같이 물파스는 유기용매와 알코올, 휘발성분이 들어있다. 물파스에 포함된 휘발성 물질인 캄파의 케톤기가 유기물질인 수정액과 섞여서 얼룩을 깨끗하게 지울 수 있었던 것이다.
나)수정액-에탄올
처음에는 물파스가 에탄올의 일종인 줄 알았고 실험이 끝난 후 물파스는 수정액의 얼룩을 지워냈는데 에탄올은 수정액의 얼룩을 지워내지 못하자 의문을 가지게 되었다. 물파스에 포함된 휘발성 물질인 캄파는 에탄올에 들어 있지 않다. 그리고 에탄올의 시성식은 C2H5OH로 케톤(-CO-)기를 포함하고 있지 않다. 그 때문에 수정액은 지워낼 수 없었던 것이다.
다)수정액-치약
수정액과 치약은 각각의 성질이 달라서 서로 영향을 주지 않는다.
5) 면으로 이루어진 천에 김치얼룩이 묻은 경우
가)김치국물-주방세제
김치얼룩은 식물성 얼룩인 타닌으로 이루어져 있다. 타닌은 산성계 얼룩으로 산성세제로 지울 수 있다. 알칼리 세제를 쓸 수 없는 이유는 식물성 색소는 대부분 산성으로 이루어져 있기 때문에 알칼리성 세제로 얼룩을 제거하려 하면 얼룩이 더욱 고착되기 때문이다.
나)김치국물-세탁세제
위에 적은 것과 같이 김치얼룩은 식물성 얼룩인 타닌으로 이루어져 있다. 타닌은 산성계 얼룩으로 산성 세제로 지울 수 있는데 우리가 쓴 세탁 세제는 염기성이어서 얼룩이 제대로 지워지지 않았다.
다)김치국물-물
물은 중성이고 계면활성제 성분이 들어있지 않기 때문에 얼룩에 다른 변화를 주지 못한다.
라)김치국물-양파즙
김치국물의 붉은 색소는 주로 베타카로틴이다. 베타카로틴은 지용성 비타민인 비타민 A로 변화한다. 지용성이기 때문에 물에 녹기 위해서는 계면활성제 성분이 필요하게 된다.
양파의 세포가 파괴되면 여러 종류의 효소나 산이 나오게 되고 이 산과 효소들이 비누와 같은 계면 활성제 역할을 하게 되어 색소가 옷감에서 떨어져 나오게 되는 것이다.
6) 면으로 이루어진 천에 서예용 먹물이 묻은 경우
가)먹물-밥풀
먹은 카본블랙(그을음)을 아교로 붙여서 덩어리로 만들어 둔 것이다. 아교는 동물의 가죽이나 뼈로 만들어 무엇을 붙일 때 쓰이는데 먹물을 지우기 힘든 이유는 아교에 단백질이 들어있어 결합이 강하기 때문이다. 먹물에 들어 있는 단백질은 밥알 속의 효소와 반응해 얼룩이 지워지게 된다.
하지만 우리가 했던 실험에서 얼룩이 잘 지워지지 않은 이유는 요즘 나오는 먹물이 실제 먹을 갈아서 먹물을 낸 것이 아니기 때문이다. 우리가 사용한 먹물은 판매되고 있던 제도용 먹물이었고 이 제도용 먹물은 방수용 합성수지도 포함되어 있어서 제대로 지워지지 않은 것이다.
나)먹물-합성세제
우리가 사용한 먹물은 제도용 먹물이라 방수용 합성수지가 포함되어 있었고 이 합성수지가 얼룩이 지워지는 것을 방해한다. 합성세제는 방수용 합성수지와 반응해 얼룩을 지워내게 된다.
Ⅵ. 결론
우리가 예상했던 것과 같이 얼룩의 종류에 따라 지우는 방법도 대체적으로 달랐다. 얼룩의 성분이 비슷하거나 지우는 방법에 이용되는 성분이 비슷하더라도 결과는 달랐다. 또 지워지는 방법에 따라 원리도 달라졌다.
또 인터넷에서 떠도는 얼룩 지우는 방법이 모두 정확하지는 않다는 것을 알게 되었다. 인터넷은 정보의 바다라고 불리기도 하지만 그 뜻 안에는 잘못된 정보도 많다는 것을 조사를 통해 깨닫게 되었다.
이번 실험과 조사를 통해 우리의 가설이 맞다는 것을 증명할 수 있었다.
Ⅶ. 느낀 점
우리는 다른 조에 비해 여러 가지 실험을 했고 그 때문에 여러 가지 실험 원리를 찾아야 하게 되었다. 실험 준비물을 각각 준비해 실험하고 실험 원리를 찾기 위해 위키백과와 여러 사이트들을 찾는 것이 힘들기는 했지만 보고서를 다 정리하고 나자 뿌듯하기도 했고 배운 것도 많았다.
인터넷에서 나온 정보는 모두 맞는 것인 줄 알았는데 잘못된 정보도 상당히 많다는 것을 알게 되었다.
Ⅷ. 참고문헌
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1063995&mobile&categoryId=200000464
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1247965&mobile&categoryId=200000397
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1149094&mobile&categoryId=200000475
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1240637&mobile&categoryId=200000397
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1126962&mobile&categoryId=200000464
http://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%81%B4%EB%A1%9C%EB%9D%BD%EC%8A%A4
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%B9%B4%EB%A1%9C%ED%8B%B4
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