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어려운 화학을 재미있고 다채롭게 보여주는 화학 입문서!

생활 속에서 재미있게 배우는 화학 백과사전『누구나 화학』. 일상에서 접할 수 있는 화학 현상에 초점을 맞추어 화학의 기본지식을 간단명료하게 소개하는 책이다. 화학물질의 질서, 화학반응, 원자구조, 화학결합, 산과 염기 등 화학의 기본원리부터 위험물질, 영양소, 환경문제, 화학의 발전 가능성과 같은 응용분야까지 자연과 일상에서 일어나는 과학 현상의 법칙들을 간단한 실험을 통해 독자가 직접 검토해 볼 수 있도록 친절하게 설명하고 있다. 이처럼 화학의 초보자도 쉽게 이해할 수 있는 지식을 전달하며 우리가 잘못 알고 있는 지식까지 올바르게 설명한다. 다양한 그림과 사진을 수록하여 화학에 관한 사전지식이 없는 독자들도 어렵지 않게 이해할 수 있도록 도와준다.

일상 생활 속 사진을 통해 배우는
화학의 모든 것,
세상에서 가장 쉬운 화학책, 모두를 위한 화학!

■■■ 맥주, 고기, 단백질, 무기질, 방향제, 청소도구, 자동차, 비행기 등 크고 작은 우리 삶을 이루는 모든 것이 화학이다?! 수학이나 물리보다 어렵다는 화학, 그러나 꼭 알아야 할 화학의 모든 분야를 일상생활과 연결하여 사진과 그림 도표로 누구나 이해하기 쉽게 이 한 권에 담았다!

이 책은 비타민, 무기질, 단백질, 탄수화물 등 우리 생명의 근간을 이루는 것부터 방향제도 되고 악취도 될 수 있는 분자들의 오묘한 조합, 플라스틱의 흥미로운 세계와 그로 인한 전 세계의 변화와 발달, 인간의 몸은 어떻게 화학적인가 등 알면 알수록 신기하고 재미있는 화학의 세계, 그러나 가장 어렵게 인식되고 있는 화학을 수백 장의 일상 속 컬러 사진으로 이야기하듯 들려주고 있다.
때문에 화학이라면 화학식이나 분자식 등 기묘한 모형을 떠올리는 사람들에겐 전혀 새롭고도 편안한 화학과의 만남을 선사할 것이다. 화장품, 마시는 물, 먹는 음식, 입는 옷과 도구들 등 주방만 보아도 음식부터 도구까지 화학이 아닌 것이 없다.
플라스틱 생산량과 포일(foil) 생산량을 가지고 국가 사업을 가늠할 정도인 큰 화학부터 날씨와 주변 환경에 의해 변화된 먹거리까지 다양한 분야에서 풍성하게 이야기되는 화학, 너무나 우리와 가까운 이 신기하고 재미있는 화학을 이제 만나보자.

■■■ 흥미롭지만 어렵게만 느껴지는 화학을 이보다 더 쉽게 알려줄 수 있을까?! 올컬러의 세계 속에 담겨진 재미있는 화학이야기!

놀라운 책이다. 화학을, 그 지겹고 어려운 화학을 이렇게 재미있고 다채롭게 보여 줄 수 있는 책이 또 있을까? 사실 우리 주위에서 일상적으로 일어나는 수많은 현상들 속에는 화학을 거치지 않고는 그 속을 보이지 않는 경이로운 무지개가 얼마든지 있다. 재미난 이야기들과 이미지로 화학을 마치 해리포터의 모험처럼 만든 이 책은 정말 놀랍다.
고마운 책이다. 거의 모든 쪽에 아름다운 그림과 사진과 다양한 자료를 모아, 화학을 전공하지 않은 사람이나 학생들이나 일반인들이 화학에 흥미를 갖도록 한 이 책은 같은 화학을 전공한 화학자들이나 교사들에게도 고마운 책이지만, 이 책을 읽고 화학에 대해 흥미를 갖게 될 독자들에게도 고마운 책이 되리라 믿는다.
유용한 책이다. 그 많은 그림과 사진 뒤에는 상당한 깊이로 화학의 핵심이 펼쳐지고 있어서 재미있게 읽다 보면 화학의 진수와 화학의 기쁨을 느낄 수 있다. 고등학교 화학 I과 II나 대학의 일반화학처럼 거의 모든 화학의 기초를 체계적으로 설명하고 있어서 교양서로서, 지식의 백과사전으로서, 화학의 입문서로서, 참고서나 수험서로서도 충분한 가치가 있다고 생각된다.
_전창림(홍익대학교 바이오화학공학과 교수)

<책속으로 추가>

이는 비타민 C와 어떤 관계가 있을까? 비타민 C를 충분히 섭취하지 않았을 때 생기는 질병인 괴혈병에 대해서는 앞에서 이미 설명했다. 괴혈병은 결체조직 이완을 초래할 수 있다. 앞에서 말한 효소들은 비타민 C가 있을 때만 아미노산의 하이드록시화를 수행할 수 있다. 이런 효소들을 ‘보조효소’라고 하며, 이온도 이런 기능을 수행할 수 있다. 이런 이온은 무기질 또는 미량원소로 유기체에 투입되어야 하는 금속 양이온이다. 콜라겐을 만들 때는 아연도 필요하다. 또 다른 금속 양이온으로는 구리, 망간, 셀레늄, 철 등의 양이온이 있다. 접두어 Co(또는 Ko, Kon, Kol)는 ‘함께’를 뜻하는 라틴어 cum에서 유래하며, 제 기능을 발휘하는 콜라겐을 만들기 위해서는 모든 요소가 조화를 이루어야 한다는 것을 뜻한다. 비타민 C가 없으면 프롤린과 라이신의 하이드록시화는 이루어지지 않고, 나선형 구조나 콜라겐 섬유의 안정화도 이루어지지 않는다. 그 결과가 바로 결체조직 이완과 괴혈병이다.

피부는 가장 큰 신체기관으로, 약 2㎡의 넓이를 지니고 있다. 따라서 기본적으로 관리할 가치가 충분하다. 또한 피부는 가장 큰 감각기관이기도 하다. 수백만 개에 달하는 피부의 수용체들은 냉기와 열, 아픔, 기쁨까지도 감지한다. 피부는 체온조절에도 관여하고, 상처나 환경의 영향 그리고 병원균에 대한 보호막으로 작용한다.

피부 노화는 태어나면서부터 시작된다. 정상적인 피부 노화는 25세부터(이미 그 이전부터?) 첫 흔적을 남긴다. 노화과정의 흔적은 대부분 콜라겐섬유만으로 이루어진 진피의 결체조직 변화 때문에 생긴다. 청소년의 경우 피부의 콜라겐섬유들은 여전히 유연하고 상호 이완작용을 한다. 콜라겐섬유들은 팽창될 수 있어 많은 수분을 축적할 수 있다. 이 때문에 콜라겐섬유들은 피부에 탄력과 수축력을 부여한다. 나이가 들면서 개개의 콜라겐섬유들은 경직되고 딱딱해져 피부탄력이 줄어들고 표피에 수분을 흡수하는 능력도 약해진다. 따라서 노년의 피부는 주름이 잡히고 건조해지며 색소 이동으로 점 등이 생기게 된다.

사실은 이 정도에 그치지 않는다. 햇빛, 공기 오염, 자외선, 추위나 난방시설로 인한 건조한 공기, 영양부족, 부실한 관리, 스트레스, 운동 부족 등으로 피부 노화과정이 심해지고 가속된다. 이제 이러한 영향들로부터 피부를 어떻게 보호할지에 대해 알아보겠다.
-379쪽 중에서

서문 4
옮긴이의 말 6

Ⅰ. 질서가 가장 중요하다 13
화학물질의 질서 13
혼합물 28

Ⅱ. 단순한 화학반응 1 35
불이 켜지는 원리 35
지속성이 있는 변화에는 산소가 필요하다: 연소 36
일을 하면 에너지가 발생한다 37

Ⅲ. 쪼갤 수 없는 것들 41
입자 모형에서 원자 개념으로 41
원소 배열: 주기율표 47
네가 어디에 있는지, 또 네가 어떤 구조로 되어 있는지를 말해. 그러면 난 네가 어떤 반응을 보일지를 말할 수 있어! 49
전자 공유로 생기는 양쪽 모두에게 유리한 윈윈 상황: 원자 결합 65
원자 덩어리와 전자: 금속결합 68
화학 작용이 있는가?－물질, 순물질, 혼합물, 결합, 원소 70
치약에는 ‘플루오린’(불소)이 전혀 없다 71

Ⅳ. 단순한 화학반응 2 79
다시 불이 켜진다 79

Ⅴ. 전압 조심!
-개구리 다리에서 리튬 전지로
입안에서 번개가 번쩍 83
원소의 부식: 녹 86
통조림에 든 파인애플 86
청소를 자주 하지 않는 사람을 위한 처방: 변색한 은의 화학 청소 89
천연식품 전기: 레몬전지와 감자전지 91
전지의 역사 91
행복을 찾아 나서는 이온: 전기분해 98
전자 핑퐁과 이온 핑퐁: 축전지 103
산소와 수소를 반응시켜 전기를 직접 생산하는 전지: 연료전지 109

Ⅵ. 분자 115
CHONS－분자의 대부분은 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N), 황(S)로 이루어져 있다 115
쌍극자(Dipole) 119

Ⅶ. 산: 웃어도 된다 131
산의 성질 133

Ⅷ. 탄산 167
탄산의 구조 167
지방산 176
아하! 이카복실산과 과일산 178

Ⅸ. 특수한 카복실산 193
끝없이 많은 산 193
매우 특이한 산: 아미노산 204

Ⅹ. 위험 인식과 예방? 213
위험 표지를 주의 깊게 살펴보라! 213
집과 정원, 냄비와 난로에 숨어 있는 위험 222
음식물에 들어 있는 화합물 238

XI . 화학은 우리 삶을 편하게 한다 1 249
플라스틱: 합성수지 250
일상생활의 조력자 268
플라스틱 재활용: 일부는 순환되고, 또 다른 일부는 항상 우리 곁에 있다 287

XII. 우리 삶을 윤택하게 하는 화학 1 295
우리 삶의 화학적 구조: 생체고분자 295
생물체에 가장 많이 들어 있는 구성성분: 탄수화물 312
단백질: 생명의 기본 물질 333
바이오플라스틱: 폐기물 처리의 새로운 방법 342

XIII. 우리 삶을 윤택하게 하는 화학 2 349
씻기, 닦기, 청소하기 349

XIV. 우리 삶을 더욱 멋있게 하는 화학 367
화장품 성분 국제 명명법 368
머리카락 염색 373

XV. 피부관리 379
건강한 피부 380

화학물질 분류 및 표시에 관한 세계 화학물질분류체계 384
색인 385
저작권 399

우리 몸과 가정생활을 위한 pH 값
우리 몸에서는 상대적으로 낮은 pH 값이 더 중요하다. 염산은 위산의 형태로 우리 몸에 있고, 정상적인 상태는 pH 1에서 1.5까지의 값을 나타낸다. pH 값은 음식 섭취에 따라서 일시적으로 4 또는 5까지 높아질 수도 있다. 위통이 생기면 과잉 위산을 억제할 필요가 있다. 이처럼 심각한 문제가 생겼을 때는 제산제를 복용하는 것이 도움이 된다. 제산제는 마그네슘염과 알루미늄염을 함유하고 있어 과잉 위산을 중화시킨다. 제산제는 위액 분비를 억제하고 위산을 중화시키거나 흡착하여 산 작용을 완화한다.
치아를 재미네랄화시키는 것은 평형반응이다. 평형상태는 입안의 pH 값에 따라 좌우된다. 입안의 pH 값은 정상적인 경우에는 6에서 7 사이이다. 구강 위생이 좋지 않거나 단것을 지나치게 많이 먹어－입안에 있는 박테리아가 단것에 함유된 설탕을 분해한다－pH 값이 너무 낮으면 탈미네랄화가 이루어진다. 따라서 시간이 지나면 법랑질이 해체되고 만다. 어린아이의 경우 단것을 먹으면 주로 밤에 pH 값이 4, 5로 떨어진다. 낮에는 단것을 먹고 나면 입안을 물로 헹궈내야 한다. 과일즙이나 콜라는 그 자체가 산을 포함하고 있어 pH 값을 낮춘다. 이런 경우, 무설탕 껌을 이용해 pH 값을 조절하는 것도 도움이 된다. 무설탕 껌은 입안의 산을 직접 중화시킨다기보다는 침의 분비를 자극해 제산제 효과를 발휘한다. 치즈도 제산제 효과를 낼 수 있다.
-155쪽 중에서

가정에서도 화학제품을 쉽게 접할 수 있다. 화학제품은 순수한 화학물질이 아니라 화합물이 혼합된 것으로, 특정한 화학적 성질을 띠며 용도도 일정하다. 창고나 부엌에 있는 화학제품을 살펴보라. 사용설명서나 포장지를 보면 함유물 이외에도 취급 주의 지침이나 위험 표지가 적혀 있다.
이제 여러분의 건강과 직결된 문제를 다룰 차례이다. 우선 안전 수칙을 지키지 않았을 때 여러분의 건강에 어떤 위험이 발생하는지를 배우게 된다. 또한 여러분의 가정에 있는 물질과 여러분이 먹는 음식에 들어 있는 물질들이 어떤 위험을 안고 있는지 그리고 이러한 위험에 대처하는 방법도 배우게 될 것이다.
-213쪽 중에서

우리 주변에 있는 물질들은 우리가 섭취하는 음식을 오염시킨다. 지금까지 언급된 물질들은 주로 유기물이었다. 바로 앞에서 말한 물질들도 무기물인데, 유기물과 무기물의 경계는 여기서도 확연히 드러난다. 이제부터 다루게 될 물질은 중금속이다. 중금속과 경금속은 밀도로 구분한다는 것은 앞에서 이미 설명했다. 우리의 건강을 위협하는 유기화합물들은 대부분 복잡한 분자구조를 띠고 있지만, 중금속은 주로 1가 이온으로 이루어진다. 이 이온들은 금속이온이기 때문에 (＋)전하를 띠는 양이온이라는 것은 쉽게 알 수 있을 것이다. 전하를 띠지 않는 금속 원자들은 중요한 역할을 하지 않는다. 여기서 말하는 금속은 주로 무기질이다.
영양생리학에서는 일부 중금속들을 ‘미량원소(trace element)’라고 한다. 미량원소들은 생물의 신진대사에 관여하는 효소의 주요 성분으로 없어서는 안 되는 물질이다. 이 때문에 미량원소들은 ‘필수 무기원소’로 불리고, 여기에 속하는 것으로는 아연, 주석, 구리, 철, 셀레늄 등이 있다. 철은 혈색소인 헤모글로빈의 형성에 관여한다. 우리 몸에 철이 충분히 공급되지 않으면 빈혈이 생긴다. 빈혈은 피가 부족하다기보다는 산소 공급 기능에 장애가 생겨 조직 세포에 충분한 산소를 공급하지 못하는 경우를 가리킨다. 다시 말해 빈혈은 혈액 속에서 산소 공급을 담당하는 헤모글로빈이 부족하다는 뜻이다. 우리 몸은 산소가 충분히 공급되지 않으면 활력이 떨어지고 쉽게 피로를 느낀다. 미량원소 중에는 비소처럼 독성을 띠는 것이 있다.
-245쪽 중에서