일상 속 고분자

먹는 물

 

물은 4~5도에서 비중이 가장 높고 맛이 좋다고 알려져 있습니다. 이는 육각수의 형성 때문인데, 이 온도에서 육각수가 더 많이 형성되기 때문입니다. 육각수는 물 분자 3개가 모여 6 각형의 모양을 이루는 구조로, 약한 수소 결합과 강한 공유 결합으로 구성되어 있습니다. 약한 부분의 결합이 온도와 액체의 운동성 등에 의해 쉽게 사라져 모양을 변하게 합니다. 따라서 육각수의 물 분자가 생성되더라도 쉽게 사라져 확인하기 어렵습니다.

그렇다면 먹는 물은 어떤 것이 좋을까요? 좋은 식수가 되기 위해서는 중성으로서, 적정한 양과 종류의 이로운 금속 이온을 함유하며, 해로운 중금속 양이온, 음이온, 세균이나 곰팡이, 고체 부유물 및 유기물을 함유하지 않아야 합니다. 요즘에는 이러한 모든 조건을 갖춘 천연의 물을 찾기 쉽지 않기 때문에 여러 가지 방법으로 처리하여 식수로 만듭니다. 가정용 정수기는 수돗물을 식수로 만드는 데 사용되며, 나일론 여과포를 이용한 여과, 이온 여과막, 활성탄 또는 중공사막, 이온교환수지 충전탑 등을 이용하여 여과합니다.

생수는 지하수를 식수로 만듭니다. 제조업체마다 처리 방법이 다르지만, 대부분 불순물 제거에 주력하며, 지하수의 특성상 염소를 함유하지 않고, 적절한 이온 종류와 양을 함유하고 있다고 주장합니다.

이번에는 수돗물에 대해 정리해보겠습니다. 수돗물은 수도사업소에서 강물을 대량으로 처리한 수원이며, 소독을 위해 염소를 첨가합니다. 이 물은 수도관을 통해 각 가정으로 공급됩니다. 과거에는 납으로 된 수도관을 사용했으나 독성 문제로 인해 주철관으로 변경하였고, 주철관이 부식되는 문제를 해결하기 위해 코팅된 주철관을 사용하고 있습니다. 이 코팅 물질에는 고분자 재료인 폴리에틸렌이 사용됩니다.

최근에는 알칼리 환원수가 유행하고 있습니다. 알칼리성 물이 몸에 좋다는 논리 때문입니다. 이 논리의 근거는 우리 몸의 혈액이 약간 알칼리성이므로 먹는 물도 그래야 좋다는 것입니다. 그러나 이는 이해하기 어려운 논리입니다. 물이 체내로 들어가는 주요 원료는 주사와 식수입니다. 주사액에 사용되는 물은 pH 7.0의 증류수로, 알칼리수가 아닙니다. 식수의 경우에도 pH 7.4라면 과학적으로 알칼리성이지 실생활 측면에서는 중성입니다. 우리가 물을 마시면 식도를 지나 위로 들어가게 되는데, 위에는 pH 1.0 정도의 강한 염산이 들어 있습니다. 약간 알칼리성인 물을 마셔도 위에 들어가면 흔적도 없이 사라지므로, 혈액의 pH와 같은 물을 마셔야 한다는 논리는 터무니없는 주장입니다.

환원수는 전기분해 방법으로 환원하여 만듭니다. 이 과정에서 활성수소가 발생하는데, 활성수소가 우리 몸에 나쁜 활성산소를 파괴할 수 있다고 주장합니다. 물을 전기분해하면 음극에서는 수소가, 양극에서는 산소가 발생합니다. 그러나 순수한 물은 전기를 운반할 수 있는 이온이 너무 적어 전기가 통하지 않습니다. 따라서 전기분해를 위해서는 황산, 염화나트륨, 수산화나트륨 같은 전해질을 첨가해야 가능합니다. 수돗물에는 이러한 전해질이 일부 함유되어 있어 전기분해를 도울 수 있습니다.

전기분해가 이루어지는 과정에서 양극에서는 수산 이온이 산화되어 활성산소가 발생하고, 음극에서는 환원에 의해 생성된 나트륨 금속이 물을 분해하여 활성수소를 발생시킵니다. 물의 구조를 살펴보면 산소와 수소 원자 2개가 결합하여 안정된 분자 구조를 이루는데, 분자가 되기 직전의 원자 상태의 수소를 활성수소, 산소를 활성산소라고 합니다. 이들은 활성원소라고 불리며, 분자 직전의 상태로 반응성이 높습니다. 따라서 다량으로 생성될 경우 접촉면에서 폭발이 발생할 수 있으며, 이를 막기 위해 분리막을 두어야 합니다. 분리막이 없으면 전기분해는 위험할 수 있습니다. 또한, 활성수소가 활성산소보다 적게 생성되어 원래 물속에 존재하던 활성산소를 없애기 어려운 상황입니다. 따라서 전기분해로 생성된 활성산소를 정수기 내에서 따로 분리하거나 제거하지 않으면 활성수소에 의한 활성산소 파괴는 불가능합니다.