중3 과학/산화/환원/산화환원과 관련된 직업

철로 만든 물건을 공기 중에 오래 두면 표면에 붉은 녹이 생기는데, 이러한 현상은 산소가 다른 물질과 쉽게 반응하는 성질이 있기 때문에 나타난다.붉은색의 구리 가루를 공기 중에서 가열하면 검게 변한다. 이는 구리가 공기 중의 산소와 반응하여 검은색의 산화 구리(Ⅱ)로 되기 때문이다.

또, 검은색의 산화 구리(Ⅱ)를 숯(탄소)가루와 섞어서 가열하면 산화 구리(Ⅱ)는 붉은색의 구리로 되면서 이산화 탄소가 발생한다. 이 반응에서 산화 구리(Ⅱ)는 산소를 잃어 구리로 되고, 탄소는 산소를얻어 이산화 탄소로 된다. 이처럼 화학 반응이 일어날 때 어떤 물질이 산소를얻는 반응을 산화 반응이라 하고, 산소를 잃는 반응을 환원 반응이라고 한다.화학 반응이 일어날 때 한 물질이 산소를 얻으면 다른 물질은 산소를 잃는다. 즉, 산화 반응과 환원 반응은 항상 동시에 일어난다.

산화 환원 반응에서 자신은 산소를 잃으면서 다른 물질을 산화시키는 물질을 산화제라 하고, 자신은 산소를 얻으면서 다른 물질을 환원시키는 물질을 환원제라고 한다. 따라서 산화 구리(Ⅱ)와 탄소의 반응에서 산화 구리(Ⅱ)는 산화제이고, 탄소는 환원제이다.산소와 관련된 산화 환원 반응은 우리 주변에서 다양하게 볼 수 있다. 물질이 공기 중에서 연소하는 반응은 산화 환원 반응의 예이다. 숯이 공기 중에서 연소하면 숯의 성분인 탄소가 산소와 결합하여 이산화 탄소가 생성된다. 또, 천연가스의 주성분인 메테인이 연소하면 이산화 탄소와 물이 생성된다.철이 녹스는 현상도 산화 환원 반응의 예이다. 철은 공기 중에서 쉽게 산소와 반응하여 산화 철로 변한다.자연에서 철은 대부분 산소와 결합하여 산화 철의 상태로 존재한다. 따라서 자연에서 순수한 철을 얻으려면 산화 철을 환원시켜야 한다.

제철소에서는 산화 환원 반응을 이용하여 철광석으로부터 철을 얻는다. 철광석을 코크스(탄소), 석회석 등과 함께 용광로 속에 넣고 높은 온도로 가열하면 용광로 속에서 철광석이 산소를 잃고 철로 된다.우리 주변에서 일어나는 산화 환원 반응은 유용하게 이용되기도 하고, 피해를 주기도 한다. 식물은 태양의 빛에너지를 이용하여 포도당을 합성하고 산소를 발생하는 광합성을 한다. 광합성 결과 발생한 산소는 생물의 호흡에 이용되어 생물이 살아가는 데 필요한 에너지를 발생시킨다. 광합성과 호흡은 생물이 생명을 유지하는 데 필요한 산화 환원 반응이다.

반면, 철은 산화하면 녹이 슬어 쉽게 부스러진다. 우리 주변의다리, 건축물, 기계 등은 철을 재료로 한 것이 많아 철이 녹슬면 안전에 큰 문제가 생긴다. 철이 공기 중의 산소와 직접 접촉하는 것을 막으면 철이 녹스는 것을 방지할 수 있다. 이러한 방법에는 철의 표면에 페인트나 기름을 칠하거나 산화가 잘 되지 않는 다른 금속으로 얇은 막을 입히는 것 등이 있다.

산화환원과 관련된 직업

사람들이 신체 일부를 다치거나 나이가 들어 피부 탄력을 잃듯이 문화재도 사고나 재해로 일부가 손상되기도 하고 노화를 겪기도 한다. 이렇게 손상된 문화재를 그대로 방치할 경우 귀중한 문화유산이 훼손될 수도 있다. 금속 유물은 발굴 당시 원형 그대로의 형태를 간직한 경우가 매우 드물다. 이러한 문화재를 복원하거나 보존하는 사람들이 바로 문화재 보존 전문가이다.

1. 문화재 보존 전문가는 어떤 일을 할까?

문화재 보존 전문가는 당시 환경을 확인하여 원래의 모습을 되찾기 위한 수리를 한다. 따라서 이들을‘문화재 치료사’, ‘문화재 의사’라고 할 수 있다. 이들은 유물을 가장 잘 보존할 수 있는 처리 방법을 연구하고, 유물의 가치를 향상시킬 수 있는 재료 특성과 기술을 연구하기도 한다. 또한, 복원된 유물을 관리하는 일도 한다.

2. 어떤 사람에게 맞는 직업일까?

유물 상태를 점검 및 보존하기 위해서는 기본적으로 유물에 대한 기초 과학 지식이 있어야 하고, 예술 감각도 필요하다. 또, 예술품 및 역사에 관심이 많아야 하며, 꼼꼼하고 섬세한 성격이 업무 수행에 도움이 된다. 그뿐만 아니라 성실함과 윤리 의식도 요구된다.

3. 문화재 보존 전문가가 되려면 어떻게 해야 할까?

문화재 보존 전문가가 되려면 화학, 미술사, 고고학, 역사, 복원 기술 등의 전문 지식을 갖추어야 한다. 유물은 금속 유물, 수침목재, 목칠공예품, 회화 및 지류, 도자기 등 종류가 다양하므로 해당 유물의 관련 학과에 진학하는 것이 좋다. 1990년대 중반 이후 국내 대학에 문화재보존학과, 박물관학과 등이 개설되었으며, 이들 전공자의 문화재 보존 전문가로서의 진출도 늘어나고 있다.