수소와 산소로 이루어진 화합물. 순수한 물은 색깔, 냄새, 맛이 없다.
일반적으로 얼음이나 수증기와 구별하여 액체 상태의 것을 ‘물’이라 한다. 물은 자연계의 중요한 구성 성분으로 공기와 마찬가지로 생물이 살아가는 데나 인류 문화의 발전에 없어서는 안 되는 중요한 물질이다. 물은 여러 가지 형태로 어디에나 있다. 바다나 강· 호수 ·늪 등을 이루고 있는 액체 상태, 얼음이나 눈과 같은 고체 상태, 수증기와 같은 기체 상태 등으로 있다. 뿐만 아니라 온갖 동식물의 조직 세포나 광물의 결정 성분에도 들어 있다. 지구의 표면은 약 3분의 2가 물로 덮여 있으며 인체는 약 70%가 물이고, 어류의 경우 약 80%, 미생물은 약 95%가 물로 이루어져 있다.
조성
고대 이집트, 그리스, 중국 등의 철학자들은 물을 원소 (元素)의 하나로 생각했고, 만물의 근원이 되는 물질이라 여겨 왔다. 그러나 1768년에 라부아지에는 물이 원소가 아님을 실험으로 증명하였다.
그리고, 1771년에는
프리스틀리가 수소와 산소를 혼합하여 전기 불꽃을 튀겨 주었을 때 물이 생기는 것을 발견함으로써 비로소 물의 조성이 밝혀졌다.
그 뒤
캐번디시는 수소 2 원자와 산소 1 원자로 물이 생성 된다는 것을 확인하였다. 물은 수소와 산소의 화합물이다. 곧 수소 2 원자와 산소 1 원자가 결합하면 물 1 분자가 된다. 따라서 물의 분자식은 H₂O로 나타낸다. 실험적으로 수소 기체 2 부피와 산소 기체 1 부피를 혼합하여 전기 불꽃을 일으키면, 그 혼합물은 순간적으로 폭발을 일으키면서 물로 변한다(2H₂+ O₂→2H₂O). 천연의 물을 여러 가지 방법으로 정제하여 얻은 순수한 물인 증류수는 바로 이 화학식과 일치한다.
성질
물은 상온에서는 액체이지만 가열하면 쉽게 기화하여 수증기가 된다. 그리고 겨울의 추운 날에는 얼어서 고체인 얼음 으로 된다.
물은 과학에 있어서 여러 가지 단위 또는 성질의 기준으로 되어 있다. 예를 들면 온도, 질량, 열량, 비열, 밀도, 비중 등은 모두 물을 기준으로 하여 정해져 있다.
물의 비열은 1cal/g℃로 모든 물질 중 최대이다. 곧, 물은 쉽게 뜨거워지지 않고 또 쉽게 식지도 않는 물질이다. 또 물은 4℃에서 최대의 밀도를 나타내는데, 4℃의 물 1㎤의 질량을 1g으로 하여 질량 단위의 기준으로 삼고 있다.
1 기압 하에서 얼음으로 되는 온도를 0℃, 끓는 온도를 약 100℃(정확하게는 99.975℃)로 하여 온도의 기준점으로 삼고 있다. 또한 물 1g의 온도를 1℃만큼 높이는 데 필요한 열량을 1 칼로리(cal)로 정하였으며, 1g의 얼음이 물로 되는 데는 약 80cal의 융해열이 필요하고, 물 1g이 수증기 로 바뀔 때는 약 539cal의 기화열이 필요하다.
순수한 물은 전기를 통하지 않으나 산, 염기, 염 등(전해질이라고 한다)을 함유하고 있는 물은 전기를 통한다.
화학적으로는 나트륨, 칼륨, 칼슘 등의 금속과 반응하여 수소를 발생하여 수산화물 을 만들고, 이산화탄소, 이산화황과 반응하여 산을 만든다.
또 물을 전기 분해하면 수소와 산소를 발생하는데, 그 경우 부피비는 언제나 2:1이 된다. 물은 또한 여러 가지 물질 을 매우 잘 녹이는 용매이기도 하다.
강물, 호수의 물, 지하수, 바닷물에는 여러 가지 물질이 녹아 있다.
빗물은 대지의 암석으로부터 여러 가지 성분을 녹여서 강으로 운반하거나 바다로 운반한다. 바닷물의 성분은 그와 같은 과정으로 이루어진 것이며, 바닷물이 짠 것도 물에 녹아 있는 염화나트륨 (NaCl)이 바닷물이 증발할수록 농도가 진해진 결과이다.
또한 물은 지표를 흐르며, 운반·퇴적· 침식 작용을 거듭하여 지형을 변화시킨다.
바닷물 이외의 물을 담수(淡水)라고 하며, 담수 중 광물질을 많이 함유하고 있는 물을 센물 (경수), 거의 함유하고 있지 않은 물을 단물(연수)이라고 한다.
순환 및 공급
지구상에 가장 많이 존재하는 물은 바닷물이다. 그러나 바닷물에는 염화나트륨이나 염화마그네슘 등 여러 종류의 염류가 녹아 있다. 그러므로 그대로는 음료수나 일상 용수로 사용할 수가 없다. 바닷물이나 호수, 하천수, 빙산 등은 태양 에너지에 의해 증발되어 수증기가 된다. 이 수증기 가 서로 엉기고 모여서 구름이나 안개가 되고, 다시 비, 눈, 우박 등이 되어 지표면에 내린 다음, 다시 모여서 호수, 바다로 들어간다. 이것을 물의 순환이라고 한다. 빗물의 대부분은 하천으로 흘러들어가기도 하고, 일부는 땅 속에 스며들어 지하수가 되어 흐르기도 한다. 인류는 지하수를 자아 올려 쓰기도 하고, 또 강물을 걸러서 소독하여 쓰기도 한다.
물과 생물
생물은 물이 없으면 생명을 유지할 수 없다. 사람의 경우 몸을 구성하고 있는 성분의 3분의 2가 수분이며, 동식물의 경우는 60~90%의 수분으로 구성되어 있다. 만약 사람이 수분을 섭취하지 않는다면 며칠이 못 가서 생명을 잃게 된다. 사람의 몸 속에서는 언제나 끊임없이 미묘한 생화학 반응이 일어나면서 생명이 유지되는데, 물은 생명체 내에서 화학 변화나 흡수, 수송, 배설 등을 두루 돕고 있다. 그리고 물은 물이 지니는 큰 열용량으로 체온을 유지하게 하는 기능도 가지고 있으며, 체온이 지나치게 오를 경우 땀을 흘리게 하는 작용을 일으켜 물의 증발열로 체온을 알맞게 내려 준다.
용도
사람은 보통 하루에 1~2ℓ의 물이 있으면 살아갈 수가 있다. 한편 사람은 다른 동물과는 달리 문명을 가지고 복잡한 일상 생활을 해야 하며, 또한 고도의 생산 활동을 해야만 된다. 따라서 그러한 일에는 많은 물이 필요하게 된다. 즉 밥을 짓거나 세수를 하거나 세탁, 목욕을 하는 등 많은 물이 필요하며, 또 도시 생활에서는 수세식 변소에 상당한 물을 소비한다. 뿐만 아니라 이러한 일상 생활 외에도 생산 활동을 하기 위하여 대량의 물을 필요로 한다. 농업에서는 작물이 자라는 데 있어 물이 부족하면 큰 피해를 가져오게 되므로, 농업에 있어서 농업 용수의 확보는 가장 중요한 일의 한 가지로 꼽는다. 그리고 공업 용수는 제조 공정에서 원료, 동력, 냉각, 세척 등에 없어서는 안 된다.
물을 사용하는 공업
물은 그 성질상 여러 가지 용도를 가지고 있다. 우선 물질 을 용해하는 성질을 가지고 있으므로, 그 성질을 이용하여 여러 가지 공업이 이루어지고 있다.
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