비눗방울은 표면장력이 작기 때문에 만들어 집니다.
장력은 서로 붙으려는 성질입니다.
기초적으로 물이 방울이 안되는 것은 너무 빨리 마르고, 물의 양이 적을 때 크게 만들기 어렵죠.(표면장
력 때문에)
물은 가장 순수한 증류수(끓인물)를 사용하는 것이 좋습니다.
여기에 넣는 세제: 표면장력을 약하게 해줍니다.(비누 분자는 아주 길다란 탄소와 수소 원자의 사슬로
이루어져 있어서 한쪽 끝은 물 속에 있는 원자를 끌어당기고 다른 한쪽은 정반대의
성질을 가지고 있죠.)
글리세린: 물의 증발을 막습니다.(비눗방울을 오랫동안 유지.)
계면활성제: 세제의 끈기를 높여줍니다.(잘 터지지 않겠죠.)
여기에 또 추가 되는 것이 온도와 습기입니다. 아주 중요하지요.
온도와 습기에 맞쳐 알맞게 혼합하세요.
대부분,
증류수:글리세린:세제:계면활성제 = 100:10:5:1
입니다.
즐거운 하루되세요.
결론:온도와 습도를 잘맞춰라
왜냐하면 시판되는 비누방울에는 점성을 높이기 위해서 글리세린을 첨가하시 때문입니다.
글리세린은 우리 어머니들이 겨울에 손 같은데가 틀때 많이 바르시던 것으로 화장품의 주성분이며 약국등에 문의를 하시면 쉽게 구하실 수 있습니다.
가격도 그렇게 비싸지 않습니다.
그리고 밀가루를 첨가해도 좋은 결과를 얻을 수 있다더군요.
시판되는 비누방울보다 더 오래가고 잘 나오는 비누방울을 만들기 위한 방법은 다음과 같습니다.
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▶ 준비물
계면 활성제(25%), 물, 밀가루(6%), 글리세린(50㎖), 굵은 철사, 가는 철사,
빨대, 비커
▶ 실험방법
1 물과 계면 활성제를 4:1의 비율로 섞는다.
2 글리세린 50㎖를 섞는다.
3 빨대, 철사를 이용하여 큰 비누방울을 만든다.
*(물:계면 활성제=4:1)의 비율을 찾는 과정
1 물 100ｇ을 떠 놓는다.
2 계면 활성제를 10ｇ, 20ｇ, 30ｇ...차례대로 부으면서 철사로 계속
비누방울을 만들어 가장 잘 되는 것을 찾는다. (20∼30)ｇ
3 20∼30ｇ사이의 작은 단위로 나눈다.
→22, 24, 26, 28....
4 가장 잘 만들어지는 비율을 찾는다.
*글리세린 50㎖를 찾는 과정
1 물과 계면 활성제를 섞은 용액 100ｇ을 준비한다.
2 글리세린을 10㎖, 20㎖....계속 늘리면서 가장 오래 떠 있는 비누방울을
찾는다.
그 글리세린을 선택한다.
*빨대 또는 철사 만드는 법
비누방울액을 많이 묻혀야만 비누방울을 크게 만들 수 있다. 빨대는 끝을 4곳으로
나누어 펴고 철사의 경우는 코일처럼 감아 단면적을 넓힌다.
*유의점
1.밀가루는 끓여서 물에 완전히 녹인다(6%)
그렇지 않으면 비누방울이 탁하고 무거워서 오래 버티지 못한다.
2.철사는 비누방울액이 많이 묻을 수 있도록 코일처럼 감는다.
3. 밀가루를 6%이상 넣으면 비누방울이 무거워서 높이 떠오르지 못하므로 정해진 양
만 넣어준다.
*참고로 재료의 역할에 대해서
1.계면 활성제: 가정에서 쓰는 세제에 주로 드어가는 것으로써 비누 거품을 내는
역할을 한다. 보통 19∼25%까지 그밖의 재료들과 섞는다.
2.밀가루+물: 비누방울이 좀 더 길어지고 크게 되도록 도와주는 역할을 해준다.
3. 글리세린: 비누방울 표면이 두껍고 탄력있게 하여 공중에서 오래 떠 있을 수 있
게 해준다.
출처 : 사이언스 올 발췌
3.비눗방울 내에서 생성되는 힘 (작용 하는 힘)
비눗방울의 작용하는 힘은 곧 비눗방울이 터지게 되는 원리와 비슷합니다.
비눗방울이 터지는 이유는 외부압력이 표면 장력보다 약해지기 때문이죠
비눗방울을 만들어서 띄우면 뜨는데요(공기중에서) 이경우 비눗방울은 위로 올라가게 되고
이경우 외부 압력은 낮아집니다. 물론 실질적으로 비눗방울이 터지는 이유는 눈에 잘 보이지 않지만
상당히 큰( 비눗방울의 분자 단위 크기로 봐서) 먼지들이 비눗방울을 때리기 때문이죠.
이경우 그힘이 너무 커서 비눗분자들의 인력이 끈기기 되고 비눗방울이 터지게 됩니다.
여튼간에, 외부압력은 낮아지지만, 표면장력은 그대로인데요. 이경우 안에서 밖으로 향하는 힘이 밖에서 안으로 주어지는 힘보다 쎄기 때문에 자체적으로 터지게 됩니다.
중력의 영향은 거의 안받는다고 저는 봅니다. 왜냐면 비눗방울이 만들어 질때부터
중력은 작용하고 있게때문에 비눗방울에 작용하는 중력은 항상일정합니다.
아시다 시피 주어진 물체에 힘이 가해지지 않았을 경우 그 물체는 항상 그상태로 있으려고 합니다.(뉴턴 제 1법칙이죠.)
중력은 처음부터 작용하고 있었기때문에 비눗방울에 중력이란 힘은 가해지지 않은 것으로 보게 됩니다. 처음부터 터질때 까지 똑같은 힘으로 작용하고 있기 때문이죠.
많은 도움 되셨길 바랍니다.
4.등등
물을 이루고 있는 물 분자들은 서로서로 끌어당기는 힘이 굉장히 큽니다.
물방울을 떨어뜨리면 물방울은 자연히 동글동글하게 뭉쳐지게 되는데 이러한 힘을 물의 표면장력이라고 합니다.
표면장력의 세기는 액체의 종류에 따라 결정되는데, 온도에 따라서도 변합니다.
예를 들면 수은의 표면장력은 487(15 ℃), 물은 72.75(20 ℃), 알코올은 22.3(20℃)로 물질에 따라 상당한 차가 있으며, 그 값은 온도가 올라감에 따라 감소하는 경향을 나타냅니다.
또한 어떤 종류의 물질을 액체에 녹이면, 그 액체의 표면장력을 감소시키는 작용이 있는데 물에 대한 비누가 바로 그 대표적 예인 것이죠.
이런 비누같은 물질을 그래서 표면활성물질(계면활성물질)이라고 하는 것입니다.
표면장력때문에 물은 비누 거품과 같은 둥글고 얇은 막으로 펴지질 못하는데 만약, 이때 비누를 넣어주면 비누는 물 분자들 간에 서로 잡아당기는 힘을 약해지게 만들고, 동글동글한 물방울이 아닌 얇은 막으로도 펴질 수 있게 됩니다.
비누는 기름과 친한 성분(친유기)과 물과 친한 성분(친수기)을 가지는데 비누가 물에 풀리면 친수기끼리 모이고 친유기 끼리 모여서 미셀 구조를 형성합니다.
거품은 문지르는 동작에 의해 비누 분자들이 공기를 둘러싸게 되어 생기는 것인데, 기름기 주변을 친유기 부분이 둘러싸는 것처럼 공기도 친유기 부분이 둘러싸게 됩니다.이것이 바로 거품인 것이죠.
비누를 문지를 때, 마른 손으로 문지르면 거품이 안 생기고, 물이 묻은 손으로 문질러야만 거품이 생기는 것도 비누가 물에 녹아야만 표면 장력을 감소시켜서 거품을 만들어낼 수 있기에 그런 것입니다.
그리고 비눗물이나 샴풋물 또는 세젯물로도 당연히 비누방울을 만들 수 있는데 이것은 이들 물에 계면활성제(표면활성제)가 들어 있기 때문입니다.
보통 일반비눗물은 점성이 약해서 시판하는 비누방울놀이 용구처럼 크고 이쁜 방울을 만들어 내지는 못합니다. 시판되는 비누방울에는 점성을 높이기 위해서 글리세린을 첨가한다고 합니다.