나트륨을 물에 넣으면 “둥근 공 모양”으로 변한다.
나트륨을 물에 넣으면 “둥근 공 모양”으로 변한다.
  • 김차식 기자
  • 승인 2019.08.15 09:00
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물과 반응하면서 표면적을 줄이기 위해 가장 작은 구형(求刑)의 형태인 공 모양으로 변한다. 불꽃이 튀어나가는 것은 이온화된 나트륨 금속과 수산화나트륨이다.
나트륨 약 1g을 수돗물이 담긴 싱크대에 넣을 때 불꽃 현상-나무위키
나트륨 약 1g을 수돗물이 담긴 싱크대에 넣을 때 불꽃 현상-나무위키

물속에서 불이나 폭발이 일어났다는 소재들은 대부분 나트륨을 이용한 것이다. 가끔 트릭으로 물과 만나면 불꽃을 발생시킨다는 성질 때문에 추리소설 등에도 이용된다. 고대부터 알려진 원소들 중 하나로 소금 등의 화합물로 존재한다.

금속나트륨은 화합물에서 분리 떨어져 나가 물보다 가볍다. 칼로 자를 수 있을 정도로 부드러우며 광택이 있는 은백색이다. 반응성이 매우 높아서 공기에 노출되면 산화하여 뿌옇게 흐려진다. 소금 때문에 보통 착각하기 쉽지만 순수한 나트륨은 엄연한 금속이다.

다양한 성질을 가진 물질의 원소(元素)는 지구상 118가지로 알려져 있다. 주기율표 제1족에 속하는 알칼리금속 원소의 하나이다. 원소기호 Na(나트륨/소듐, Natrium/Sodium), 원자번호 11, 원자량 22.9898 g/mol, 녹는점 97.90℃, 끓는점 877.50℃, 비중 0.971(20℃)을 갖는다. CAS번호 7440-23-5이다. 알칼리금속인 나트륨은 반응성이 강하다. 다른 물질과 결합하여 다양한 화합물을 만든다. 알칼리금속의 화합물은 인체에 흡수되어 건강에 필수적인 무기질을 공급한다. 화학공업 분야나 일상생활에서 중요한 원료로 사용한다.

나트륨이 물에 닿게 되면 점점 작아지면서 구형을 이룬다. KBS2
나트륨이 물에 닿게 되면 점점 작아지면서 구형을 이룬다. KBS2

나트륨(Na)을 물에 넣게 되면 물과 반응하여 점점 작아지면서 구형(求刑)이 된다. 나트륨의 큰 덩어리(100g)를 물에 넣으면 연기와 불이 붙으면서 순식간에 큰 폭발력을 초래한다. 소량의 다양한 모양인 나트륨(세모, 네모, 별모양) 조각을 조심스럽게 물에 넣어보면 모두 물위에 떠다니면서 둥근 공 모양을 이룬다.

불꽃이 튀어나가는 것은 이온화된 나트륨 금속과 수산화나트륨이다. 나트륨 조각의 크기가 커지면 물과의 반응이 강해진다. 물과 반응하면 수소와 수산화나트륨이 생성된다.

둥글게 변하는 것은 ‘사람도 외부자극을 받으면 몸을 움츠리는 것처럼 나트륨도 물과 반응하면서 자기 자신이 없어지기 때문에 자기 자신을 보존하기 위해 표면적이 가장 작은 구형의 형태’를 띠게 된다. 이는 ‘본래의 형태를 유지하려는 물질의 기본 성질로 물과 반응하면서 표면적을 줄이기 위해 몸을 움츠리듯 공 모양’으로 변하게 된다.

리듐(Lithium)은 다른 알칼리금속 1족 원소이다. 물에 넣어보면 반응은 하지만 약하다. 둥근 공 모양으로는 안 된다. 나트륨보다 반응이 강한 칼륨(Potassium)은 물에 넣자마자 불꽃이 일어나 공 모양이 되기 전에 터진다. 공 모양은 나트륨에서만 나타나는 현상이다.

용도로는 나트륨화합물 제조, 유기 합성, 광전자 셀, 합금, 촉매로 이용한다. 액체 나트륨은 일부 핵발전소에서 냉각제로, 순수한 나트륨은 나트륨램프 제조에 사용된다. 낮은 압력의 나트륨램프는 가로등에 주로 사용된다.

물에 닿으면 격렬한 발열 반응을 하기 때문에 석유에 넣어 보관한다. 위험 상항에서는 다량의 물과 비누를 이용하여 세척, 오염된 옷과 신발을 제거, 병원 이송한다.


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