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959호

집콕 실험실

달고나 속 숨은 과학을 찾아라!

코로나19로 수업에 가장 타격을 받은 과목 중 하나가 과학이다. 친구들과 함께했던 다양한 실험, 그에 대한 분석과 토론이 제대로 진행되기 어렵기 때문. 하지만 과학은 ‘일상 속에 존재한다’고 배웠다. 입을 즐겁게 해주는 간식도 마찬가지다. 최근 세계적 인기를 끌고 있는 ‘달고나 커피’와 함께 주목받는 ‘달고나’ 속 숨은 과학을 찾아봤다.
하얀 설탕이 노란 캐러멜 맛을 품게 되는 원리, 함께 만들며 알아보자.

취재·사진 김민정 리포터 mjkim@naeil.com
도움말 손미현 교사(서울 무학중학교)



​
준비물


국자, 설탕, 식용소다, 나무젓가락, 가열장치.







과학으로 ‘달고나’ 다시 보기

보기만 해도 달콤해 보이지? 달고나엔 두 가지 과학적 원리가 숨어 있어. 설탕이 분해되면서 일어나는 캐러멜화와 소다의 열분해 반응이야. 한 물질이 다른 물질로 변하는 현상을 화학 반응이라고 하는데, 좀 어렵지만 이 반응을 화학 반응식으로도 표현해볼까.
달고나를 만들 때 설탕이 녹으면 소다를 넣어줬지? 소다가 열에 의해 분해되는 화학 반응을 식으로 표현하면 ‘탄산수소나트륨​ → 탄산나트륨 + 물 + 이산화탄소↑’이야. 다음, 각 물질을 화학식으로 바꿔보자. 탄산수소나트륨​은 NaHCO₃ , 탄산나트륨은 Na₂CO₃, 물은 H₂O, 이산화탄소는 CO₂야. 처음 본다면 외워둬!
이걸 알면, ‘NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑’를 쓸 수 있지.
그런데 이 화학 반응식은 틀렸어. 왜? 화학 반응이 일어나면 원자의 배열은 달라지지만 종류와 수는 변하지 않는단다. 그런데 양쪽 원자 수가 다르지? Na₂CO₃는 나트륨 2개, 탄소 1개, 산소 3개가 있다는 뜻이야. 그래서 NaHCO₃ 앞에 계수 2를 붙여주면, ‘2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑’가 돼. 2NaHCO₃ 는 NaHCO₃가 2개 있다는 뜻이지. 그러니까 나트륨 2개, 수소 2개, 탄소 2개, 산소 6개지. 이제 반응 후의 원자 수를 세어볼래? 나트륨 2개, 탄소 2개, 수소 2개, 산소 6개라고? 빙고! 화학 반응이 일어나도 반응 전후 원자의 종류와 수는 변하지 않는다고 얘기했지? 이제 화학 반응식 완성이야. 화학 반응식을 썼는데 반응 전후 원자의 수가 다르다면 잘못 쓴 거란다. 마음속에 저~장!

미현 쌤의 ADVICE
탄산수소나트륨의 열분해 반응은 중3 과학 1단원 ‘화학 반응의 규칙과 에너지 변화’에서 배워. 폭신해보이는 달고나가 딱딱하게 굳는 상태 변화도 기억하길. 중1 과학 5단원 ‘물질의 상태 변화’에서 공부한단다.

미현 쌤의 ADVICE
탄산수소나트륨의 분자 모형을 보여줄게. 분자 내 원자의 수를 세기가 쉽거든.


NaHCO₃ 의 분자 모형.



한걸음 더 달고나 커피는 달고나로 만드는 게 아니다?!

달고나 커피는 커피가루에 물을 조금 섞어 만든 달고 끈끈한 제형의 크림을 얹은 커피인데, 색과 모양이 달고나와 흡사해 붙여진 이름이야. 그런데 달고나와 이 달고나 커피의 크림은 원리가 전혀 달라. 달고나 커피의 크림은 커피가루 속에 쪼~끔 들어간 단백질로 만들거든. 단백질을 이루는 아미노산은 물에 잘 녹는지 여부에 따라 친수성과 소수성으로 나뉘는데, 커피와 물, 설탕을 같은 비율로 넣고 팔이 떨어져나갈 정도로 한참 힘을 줘서 저어주면 단백질의 꼬인 구조가 풀리면서 친수성 아미노산이 물과 결합해. 물과 친하지 않은 소수성 아미노산은 휘저을 때 들어온 공기와 만나 공기방울을 만들면서 동그랗게 부풀어 오르고. 또 커피가루 속 설탕은 조금씩 녹으면서 크림의 점도를 높여 공기방울이 밖으로 빠져나가지 못하게 해 크림의 모양을 잡아주지.


사진 연합








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