소금물

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1. 개요
2. 성질
- 2.1. 물리적 성질
- 2.2. 전기 분해
3. 활용
참조

1. 개요

소금물은 물에 소금이 녹아 있는 용액으로, 소금의 농도가 높아질수록 어는점이 낮아지는 성질을 갖는다. 소금물의 열전도율은 염도가 증가함에 따라 감소하며, 온도가 증가함에 따라 증가한다. 소금물은 염분 농도에 따라 어는점, 밀도, 굴절률, 점도 등의 물리적 성질이 변화하며, 전기 분해를 통해 수소와 염소를 생산하는 데 사용된다. 의료 분야에서는 생리식염수로 사용되며, 식품 조리 및 산업 분야에서도 활용된다.

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소금물
개요
유형	물
구성	물에 녹아 있는 다량의 염류
다른 이름	염수, 염화나트륨 수용액
특성
끓는점	100°C (212°F)
어는점	0°C (32°F)
관련 정보
관련 항목	바닷물 염호 고염호 염전 염수 웅덩이
기타 용어	저염수 (0.05–3%) 소금물 (3–5%) 고염수 (> 5% ~ 최대 26%-28%)

2. 성질

소금물은 농도에 따라 다양한 성질을 가진다. 소금물의 어는점은 염분의 농도가 높아질수록 낮아진다. 반면 소금은 물에 용해되는 정도가 한정되어 있는데, 20°C, 물 100ml 기준 약 34g 정도에서 더 이상 용해되기 어렵다.

해수의 열전도율(3.5% 무게의 용해된 소금)은 25°C에서 0.6 W/mK이다.^[5] 열전도율은 염도가 증가함에 따라 감소하고 온도가 증가함에 따라 증가한다.^[6]^[7] 염분 함량은 염도계로 측정할 수 있다.

다양한 농도와 200°C에서 575°C에서의 염수의 밀도 ''ρ''는 아래의 선형 방정식으로 근사할 수 있다.^[8]

: $\rho [lb/ft^3]= a_3 - (a_2 \cdot T[F])$

(여기서 a_n의 값은 아래의 표와 같다.)

무게%	a₂	a₃
5	0.043	72.60
10	0.039	73.72
15	0.035	74.86
20	0.032	76.21
25	0.030	77.85

2. 1. 물리적 성질

염수(소금물)는 염분의 농도가 올라갈수록 어는점이 낮아진다. 한편 소금(염분)은 물에 녹아드나 물 100ml 기준(20°C)에서 소금은 약 34%(34g)를 전후해서 더 이상 용해되기 어렵다.

염분농도(%)	어는점(°C)
0	0
1	-0.6
3	-1.8
5	-3
10	-6.56
16	-11.8
20	-16.4
26	-19.1

물-NaCl 혼합물의 성질^[2]
NaCl, 무게%	어는점(°C)	어는점(°F)	밀도 (g/cm³)	굴절률	점도 (cP)
0	0	32	0.99984	1.3330	1.002
0.5	−0.3	31.46	1.0018	1.3339	1.011
1	−0.59	30.94	1.0053	1.3347	1.02
2	−1.19	29.86	1.0125	1.3365	1.036
3	−1.79	28.78	1.0196	1.3383	1.052
4	−2.41	27.66	1.0268	1.3400	1.068
5	−3.05	26.51	1.0340	1.3418	1.085
6	−3.7	25.34	1.0413	1.3435	1.104
7	−4.38	24.12	1.0486	1.3453	1.124
8	−5.08	22.86	1.0559	1.3470	1.145
9	−5.81	21.54	1.0633	1.3488	1.168
10	−6.56	20.19	1.0707	1.3505	1.193
12	−8.18	17.28	1.0857	1.3541	1.25
14	−9.94	14.11	1.1008	1.3576	1.317
16	−11.89	10.60	1.1162	1.3612	1.388
18	−14.04	6.73	1.1319	1.3648	1.463
20	−16.46	2.37	1.1478	1.3684	1.557
26	−19.18	−2.52	1.193	1.3795	1.676

100°C에서 포화된 염화나트륨 염수는 약 28%의 소금을 함유하고 있다. 0°C에서 염수는 약 26%의 소금만 포함할 수 있다.^[3] 20°C에서 1리터의 물은 약 357g의 소금, 즉 26.3%의 농도를 용해할 수 있다.^[4]

해수의 열전도율(3.5% 무게의 용해된 소금)은 25°C에서 0.6 W/mK이다.^[5] 열전도율은 염도가 증가함에 따라 감소하고 온도가 증가함에 따라 증가한다.^[6]^[7] 염분 함량은 염도계로 측정할 수 있다.

다양한 농도와 200°C에서 575°C에서의 염수의 밀도 ''ρ''는 선형 방정식으로 근사할 수 있다.^[8]

: $\rho [lb/ft^3]= a_3 - (a_2 \cdot T[F])$

여기서 a_n의 값은 다음과 같다.

무게%	a₂	a₃
5	0.043	72.60
10	0.039	73.72
15	0.035	74.86
20	0.032	76.21
25	0.030	77.85

2. 2. 전기 분해

전 세계적으로 생산되는 수소 가스의 약 4%는 전기 분해에 의해 생성된다. 전기 분해를 통해 생산되는 이 수소의 대부분은 염소 생산의 부산물이다.

2 NaCl(aq) + 2 H₂O(l) → 2 NaOH(aq) + H₂(g) + Cl₂(g)

3. 활용

생물체의 삼투압과 동일하도록 조절된 식염수는 생리식염수라고 하며, 생물에 따라 그 값이 다르므로 대상 생물에 맞는 것을 사용해야 한다.^[1] 일상에서는 의료적인 처리를 할 때, 특히 상처나 점막 등을 세척하는 용도로 사용된다.^[1]

파스타를 삶을 때 간이 센 소금물을 사용하는 이유는 삶는 과정에서 간을 하기 위함이다. 반면 우동이나 소면은 맹물에 삶아 염분을 빼낸다. 채소를 삶을 때에도 식염수를 사용하는데, 옅게 간을 하는 것이 목적이다. 물의 끓는점 상승은 몰랄 농도 1몰당 약 0.515K로, 1L의 물에 큰술 4 숟가락의 식염을 더할 때마다 끓는점이 약 1℃씩 올라가지만, 요리에 사용하는 식염 농도에서는 끓는점 상승에 의한 조리 영향은 거의 없다.

굴 등은 물로 씻는 것이 아니라 소금물로 씻는다.
채소를 데치기 할 때 물에 소금을 한 꼬집 넣는다.
갯벌에서 잡아온 바지락 등은 해수와 비슷한 농도의 소금물에 하룻밤 담가 모래를 뱉게 한다.

염수는 염분 농도가 올라갈수록 어는점이 낮아진다. 하지만 물 100ml 기준(20℃)에서 소금은 약 34%(34g)를 전후해서 더 이상 용해되기 어렵다.

염분 농도(%)	동결점(℃)
0	0
1	-0.6°C
3	-1.8°C
5	-3°C
10	-6.56°C
16	-11.8°C
20	-16.4°C
26	-19.1°C

전 세계적으로 생산되는 수소 가스의 약 4%는 전기 분해로 만들어지며, 이 수소의 대부분은 염소 생산의 부산물이다.

2 NaCl(aq) + 2 H₂O(l) → 2 NaOH(aq) + H₂(g) + Cl₂(g)

3. 1. 의료

생물체의 삼투압과 동일하도록 조절된 식염수는 생리식염수라고 한다. 생물에 따라 그 값이 다르므로 대상 생물에 맞는 것을 사용해야 한다.^[1]

일상에서는 의료적인 처리를 할 때 사용한다. 특히, 상처나 점막 등을 세척하는 용도로 생리식염수를 사용한다.^[1]

3. 2. 식품 및 조리

파스타류인 스파게티 등을 삶을 때는 간이 센 소금물을 사용한다. 파스타에는 간이 되어 있지 않으므로 삶는 과정에서 간을 하기 위함이다. 반면 우동이나 소면은 맹물에 삶아 원래 포함된 염분을 빼낸다.

채소를 삶을 때에도 식염수를 사용한다. 여기에는 끓는점 상승으로 더 높은 온도에서 가열할 수 있다는 설이 있지만 잘못된 것이며, 옅게 간을 하는 것이 실질적인 목적이다. 물의 끓는점 상승은 몰랄 농도 1 몰당 약 0.515K로, 1L의 물에 대해 큰술 4 숟가락의 식염을 더할 때마다 끓는점이 약 1℃씩 올라간다. 따라서 "높은 온도"를 기대할 수 있을 만큼 식염을 넣으면 대부분의 요리는 너무 짜지므로, 일반적으로 요리에 사용하는 식염 농도에서는 끓는점 상승에 의한 조리 영향은 없다고 생각해도 좋다.

굴 등은 물로 씻는 것이 아니라 소금물로 씻는다.
채소를 데치기 할 때 물에 소금을 한 꼬집 넣는다.
갯벌에서 잡아온 바지락 등은 해수와 비슷한 농도의 소금물에 하룻밤 담가 모래를 뱉게 한다. 이것은 간이 해수를 대신하는 용도로 사용된다.

3. 3. 산업

염수(소금물)는 염분의 농도가 올라갈수록 어는점이 낮아진다. 한편 소금(염분)은 물에 녹아드나 물 100ml 기준(20℃)에서 소금은 약 34%(34g)를 전후해서 더 이상 용해되기 어렵다.

염분 농도(%)	동결점(℃)
0	0
1	-0.6°C
3	-1.8°C
5	-3°C
10	-6.56°C
16	-11.8°C
20	-16.4°C
26	-19.1°C

전 세계적으로 생산되는 수소 가스의 약 4%는 전기 분해로 만들어진다. 전기 분해를 통해 생산되는 이 수소의 대부분은 염소 생산의 부산물이다.

2 NaCl(aq) + 2 H₂O(l) → 2 NaOH(aq) + H₂(g) + Cl₂(g)

참조

_[1] 웹사이트 Sodium Chloride MSDS https://www.sigmaald[...] 2004
_[2] 서적 RubberBible86th
_[3] 서적 CRC Handbook of Chemistry and Physics 1982-1983
_[4] 웹사이트 Solubility https://www.chem.wis[...] 2014-11-06
_[5] 간행물 Thermophysical properties of seawater: a review of existing correlations and data http://web.mit.edu/l[...] web.mit.edu 2010-04-01
_[6] 웹사이트 Plots of thermal conductivity vs. temperature for 0, 5, ... 25 w/w NaCl/water solutions https://handbook.ash[...]
_[7] 웹사이트 Thermal conductivity of seawater and its concentrates http://twt.mpei.ac.r[...] 2018-02-16
_[8] 논문 Calculation of Brine Properties. http://www.osti.gov/[...] 1977-02-16

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