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화학은 실험의 학문이다

화학에서 실험의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 일반화학실험은 대학에서 학생들이 처음 경험하는 실험과목으로 이 책은 기초적인 지식과 실험에 대한 숙련도를 갖추게 하는 기본에 충실한 실험교재이다. 이 책을 통해 일반화학실험이 딱딱하고 어려운 과목이 아니라 실험에 대한 흥미를 불러일으키는 과목이 되기를 희망한다.

화학은 실험의 학문이다

화학은 분자의 학문이고 변화의 학문이라고 말한다. 여기에 한 가지 더하면, 화학은 실험의 학문이라고들 말한다. 화학에서 다루는 분자와 그 혼합물들은 그 자체가 수학적 모델링을 하기에 전자가 너무나 많고, 입자들 사이의 상호작용과 변화를 수학적으로 예측하기에 아직은 너무 어려운 경우가 다수이다. 그렇다 보니 화학에서는 실험으로 현상을 발견하고 이론으로 이 발견을 설명하는 경우가 많은 것 같다. 물리에서 수학적 이론으로 예측한 것을 실험으로 증명하는 것과 반대 상황인 것이다. 실험이 중요시되는 학문이기 때문에 화학에서 실험의 중요성을 아무리 강조해도 지나치지 않고, 기초적인 초자 다루는 법, 정량/정성 분석, 실험실 안전 등을 강조하게 된다. 그 첫출발이 일반화학실험이다.
화학이 재미있는 이유는 우리의 삶과 자연의 많은 현상들이 화학을 통해서, 즉 분자의 수준에서 설명이 되기 때문인 것 같다. 화학은 우리에게 너무도 친숙한 학문이고, 우리 생활에 꼭 필요한 학문이다. 반면에 화학만큼 사람들이 두려워하는 학문도 없을 것이다. 소위 화학 공포증(chemophobia)이라 불리는 이 현상은 우리가 살면서 화학에 대하여 갖는 이미지가 독극물, 발암물질, 불산 유출 사고, 물을 더럽히는 폐수, 유기용매, 폭발물, 해골이나 화염 표시가 그려진 시약병, 농약을 먹고 자살한 농부, 유해성 생활용품 등등이 너무 우리의 뇌리에 깊게 자리 잡고 있어서가 아닐까? 화학 공포증을 떠올리는 것들에 대해서 가만히 들여다보면, 모두 안전(safety)과 결이 되는 것 같다. Safety must come first! 안전제일. 항상 안전한 환경을 만들고, 안전사고에 대비하면 어느 정도는 화학 공포증이 줄어들게 되지 않을까?
화학은 물질의 구조(structure)와 특성(property) 그리고 기능(function)과 작용(activity)에 많은 관심을 갖는다. 그렇기 때문에 우리의 실제 생활에 많은 연관을 갖는 것일 것이다. 안티에이징 화장품 첨가제를 만드는 것도, 로켓에 사용되는 가볍고 열에 견디는 소재를 만들어내는 것도, 새로운 항암제를 만들어내는 것도, 연료전지에 들어가는 촉매를 만들어내는 것도 그 과정에 화학이 핵심적인 역할을 한다. 실험의 학문인 화학, 그 첫발을 일반화학실험을 통해서 차근차근 디뎌 나가면서 학생들이 화학의 즐거움을 만끽할 수 있게 되기를 소망한다.

01 _ 정확도와 정밀도(Accuracy and precision)
02 _ 재결정과 녹는점 측정(Recrystallization and melting point determination)
03 _ 얇은 막 크로마토그래피(Thin-layer chromatography)
04 _ 카페인(caffeine) 추출
05 _ 아스피린 합성(Synthesis of aspirin)
06 _ 합성한 아스피린의 분석(Analysis of aspirin)
07 _ 수화물의 화학식 결정(Determine the formula of a hydrate)
08 _ 어는점 내림(Freezing point depression)
09 _ 끓는점 오름(Boiling point elevation
10 _ 분자 모델링(Molecular modeling) 1
11 _ 분자 모델링(Molecular modeling) 2
12 _ 분자 모델링(Molecular modeling) 3
13 _ 르 샤틀리에 원리(Le Chatelier’s Principle)
14 _ 엔탈피(enthalpy) 측정
15 _ 산－염기 적정(Acid-base titration) : 표준용액 및 제산제 분석
16 _ 갈바니 전지(Galvanic cell)
17 _ 시계 반응(Clock reaction)
18 _ 분광법을 이용한 금속이온의 정량분석(Spectrophotometric analysis of metal ions)
19 _ 태양전지(Solar Cells)

부 록(Appendix)