추운 겨울, 방안에서 예쁜 꽃을 만들어 보는 것은 어떨까. 물론 진짜 꽃은 아니다. 비료와 본드, 그리고 약간의 식기 세제로 예쁜 결정의 꽃을 피워보자. 만들어지는 색색의 결정을 눈꽃과 비교해보는 것도 좋을 것이다.

▣ 준비물

요소(꽃가게에서 파는 비료), 목공용 본드, 주방용 액체 세제, 도화지, 가위, 티스푼, 물감, 유리컵 여러개, 벽돌, 받침용 그릇, 나무젓가락, 랩

▣ 실험 방법

1. 요소 포화용액을 만든다. 보통 실온에서 물 1백g당 요소 1백20g 정도가 녹으므로 충분한 양을 녹
여서 맑은 용액을 만든다.
2. 본드 용액을 만든다. 주방용 액체 세제와 본드를 4대의 1의 비율로 섞어 만든다. 뿌연 색의 점성이
강한 용액이 된다.
3. 요소 용액 2티스푼과 본드 용액 2-3방울을 섞은 뒤 잘 저어준다.
4. 유리컵을 깨끗이 씻어 준비한 뒤 요소용액과 본드용액의 혼합용액을 2-3티스푼 정도 부어주고 하
루쯤 기다린다.
5. 도화지를 오려서 나무 모양을 만든다. 이때 유리컵에 들어갈만한 크기로 만드는 것이 좋다. 유리컵에
혼합 용액을 2-5mm 높이 정도로 부은 뒤, 도화지 나무를 세우고 구멍을 몇군데 뚫은 랩으로 살짝
덮어둔다. 하루쯤 기다린다.
6. 혼합용액이 있는 그릇에 벽돌을 세워두고 하루쯤 기다린다.
7. 이외에도 목탄, 건조된 솔방울 등 물을 빨아들일 수 있는 재료는 무엇이든 실험에 사용할 수 있다.

<나만의 실험 파일>

1. 요소는 물에 녹으면서 열을 흡수한다. 흡열반응이 일어나는 그릇에 손을 대보면 차가워지는 것을
느낄 수 있다.
2. 도화지로 나무를 만들 때, 녹색도화지를 사용하면 좀 더 나무 같은 느낌을 얻을 수 있다. 또 나무의
끝부분에 수성 사인펜으로 색을 칠해두면 색색의 꽃을 피울 수 있다.
3. 여기서 만들어지는 미세한 결정들은 흔들림이 심한 곳에서는 만들어지기 어렵다. 만들어진 후에도
무리한 충격을 주지 않도록 한다.
4. 돌은 다공성인 것이 좋다. 두 종류의 돌을 사용해 실험을 해보면 흰벽돌에서 결정이 더 잘 만들어
지는 것을 볼 수 있다.
5. 요소의 포화용액만으로 실험하면 용액이 벽을 타고 기어오르는 속도가 매우 느려 예쁜 꽃을 보기
어렵다.
6. 폐기물 처리 - 사용하고 남은 요소용액은 약염기성이므로 다량의 물로 희석해버려야 한다. 결정꽃도
물을 부어 녹인 다음 희석시킨다.

▣ 왜 그럴까?

요소용액은 모세관 현상 때문에 종이나 돌의 미세한 틈을 따라 윗부분까지 따라 올라간다. 용액이 공기와 접하는 면적이 커지면 물이 빨리 증발하면서 녹아있던 요소는 결정화된다. 세제의 역할은 용액의 표면장력을 감소시켜 요소용액이 물체들을 타고 올라가는 것을 돕는다. 그리고 본드는 결정들이 단단하게 달라붙을 수 있도록 한다. 일반 공업용 본드는 물과 잘 섞이지 않기 때문에 사용할 수 없다.
예쁜 꽃을 피우려면 세제의 양을 잘 조절해야 한다. 적당한 속도로 올라가면서 물이 증발되면 요소 결정들이 달라붙어 예쁜 꽃송이가 만들어진다. 겨울철은 건조하기 때문에 증발 속도가 매우 빠르다. 종이나 유리잔의 윗부분까지 올라가기도 전에 바닥에서 결정이 생겨버리는 경우가 많은데, 이때는 랩 같은 것을 덮어서 증발의 속도를 조절하면 된다.

♧ 요소 [CO(NH2)2]

인체 및 육식동물 체내에서 단백질이 분해될 때 생겨서 소변 중에 방출된다. 수용액은 약염기성이다. 이산화탄소와 암모니아의 혼합기체를 2백℃, 1백20-4백기압의 조건으로 반응시켜 얻는다. 사각프리즘 모양의 결정 구조를 가지며 암모니아 냄새가 난다. 질소 성분이 많기 때문에 비료나 동물 사료에 들어간다. 의학적으로는 이뇨제, 방부제로 사용된다.

♧ 모세관 현상

액체속에 가느다란 관(모세관)을 세우면 관 안쪽의 수면이 관 바깥쪽보다 높아지거나 낮아진다. 액체와 모세관 사이의 인력이 액체 분자간의 인력보다 크면 액면이 올라가고, 작으면 내려간다.