[2] 포화지방산, 불포화지방산 왜 녹는점이 다를까?

 화학 아니 과학이 좋았던 이유중에 하나가

정확한 근거를 이유로 하는 결과가 있다는 부분이었다.

물론, 대학공부를 하면 할 수록 예상하지못하는 더 어려운 결과들이 많았지만.. ㅎㅎ

 

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포화지방산의 경우 녹는점이 높아 실온에서 고체상태이고

불포화 지방산의 경우에는 녹는점이 낮아 실온에서 액체상태이다.

 

이 명제는 많이 책에서도 나오는 이야기입니다.

그렇다면 왜?! 포화와 불포화의 정확한 무슨 차이때문에 이렇게 큰 물성의 차이가 있는 것일까.

원리를 알면 헷갈리지도 않고 포화, 불포화에대한 개념도 잘 잡힐 수 있습니다.!

 

 

 

 

 

우선 가장먼저 집고 넘어가야할 것이 많은 사람들이 제일싫어하는 분자구조식.

그렇지만 포화, 불포화 라는 단어 자체가 분자구조의 특성에서 오는 것이기 때문에 빼먹을 수 없답니다.

 

물질을 구성하는 단위를 나타내는 분자의 구조식을 보시면

C(탄소), H(수소), O(산소) 가 자주 나타나는 것을 보셨을 거에요. (아래그림처럼요)

 

 

 

C,H,O는 우리 일상에 많은 물질(유기물)의 기본적인 요소, 즉 원자들이죠. (원자 : 분자 보다 더 작은 개념, 원자들이 모여 분자를 이룬다)

C,H,O가 서로 엮여있는 구조식 모습에는 중요한 규칙이 있습니다. 바로 그들이 가지고 있는 손! 입니다.

탄소는 4개

수소는 1개

산소는 2개

의 손을 가지고 있습니다. 예를 들어볼게요.

 

 

두 그림을 보시면  C(탄소)는 총 4개의 손을 벌리고있고

H 수소는 한개의 손을 그리고 산소는 2개의 손을 벌리고 있는 모습이 보이실 겁니다.

분자구조에서 무조건 손은 모두 누군가와 잡고 있어야 해요.

예를들자면 아래 그림과 같은 경우는 성립하지 않습니다.

 

 

왼쪽 그림에서는 C(탄소)의 손이 한개 부족하죠?

그리고 오른쪽 그림에서는 O(산소)의 손이 세개나 있습니다. (무서워요)

이런상태로는 물질이 존재할 수 없습니다.

 

 

그렇다면 그림 2처럼 손을 하나씩 나눠갖기만 할까요?

가끔 상황에따라 두개씩, 세개씩 잡기도 합니다. 아래그림을 보세요.^^

 

 

 

굳~~이 화학적 용어를 쓰자면

손을 하나씩 나눠갖은 결합은 단일결합 (single band)

손을 두개씩 나눠갖은 결합은 이중결합 (double band)

손을 세개씩 나눠갖은 결합은 삼중결합 (triple band)

이제 이 원리가 이해 되셨다면 다음으로 넘어갈게요.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

포화, 불포화의 의미를 결정짓는 가장 중요한 것은

바로 지방산의 구조에 손을 두개, 세개씩 한꺼번에 잡은 탄소원자가 있냐, 없냐로 결정됩니다.

사실 지방산에서 제가 알기로는 삼중결합을 가지고 있는 것은 없다고 알고 있습니다.

(혹 있으면. 알려주세요.)

결국 이중결합이 있으면 불포화, 없이 단일결합으로만 되있으면 포화 인 것이지요.

 

이름이 포화, 불포화 인 이유는 간단합니다.

 

단일결합의 경우 어떠한 원자 하나가 새로 와서 붙고 싶을때

탄소가 모든 손을 하나씩 나눠갖고 있기 때문에 더이상 줄 손이 없어서

'포화' 라는 의미를 사용합니다.

 

하지만 탄소가 두개의 손을 한번에 잡고 있을 때에는

하나를 놓고 그 손으로 새로 오는 원자를 잡아줄 수 있는 것이지죠.

그래서 포화되지 않았다는 의미로 '불포화' 라고 합니다.

그림으로 설명드릴게요.

 

 

 

 

간단하죠?

 

여담이지만.. 안정적인 상태는

탄소가 모든손을 하나씩 나눠가진 상태입니다.

두개의 손을 한꺼번에 잡고 있을 때에는 어떠한 반응을 통해서라도

누군가가 들어온다면 손을 놓아 줄 수 있기 때문에

포화상태에 비하여 덜 안정적이지요.

 

 

 

 

 

 

 

이제 모든 결론은 여기서 납니다.

 

우선 사람으로 예를 들어볼게요.

5명의 사람이  한 정면을 보고 나란히 서서 양쪽 사람의 손을 잡으려면

정면에 서있는 모습 그대로 움직이지 않고 손을 잡을 수 있습니다.

 

 

 

 

하지만 오른쪽에 있는 사람과 두손을 모두 맞 잡으려면

몸을 살짝 비틀어야 가능하죠.

 

 

 

탄소도 마찬가지 입니다.

하나씩 나눠가질때는 우리가 늘 구조식에서 표현하는 것처럼 쭉 늘어서 있습니다.

(아래 그림이 생소하시면 바로 전 포스팅을 참조하시면 좋아요^^.)

 

 

 

하지만 한번에 손을 두개 잡게도면 탄소도 조금 몸을 비틀어야 합니다.

아래 그림과 같이 되는 것이지요.

 

 

 

비틀어져 있는 부분이 이중결합을 가지고 있는 부분이라고 보시면 됩니다.

 

 

나란히 일렬로 있는 상태, 포화상태의 지방산들이 주(主)를 이루는 오일/버터는

분자가 나란히~ 나란히~ 배치가 됩니다. 아래 그림처럼요.

 

 

 

 

어떠한 물질이든 분자들이 나란히 나란히 잘 배치가 되면

쉽게 고체형상을 띄게되고 열을 가해주면 나란히 나란히 구조가 풀리면서

액체상태가 되는 것입니다.

 

 

좀 다른 것 같지만 물을 예로 들어볼게요.

물이 액체로 있을 때에는 분자라 중구난방으로 배열되어 있지만

우리가 물을 얼리게 되면 분자구조들이 일정한 간격으로 배열되면서 고체(얼음)이 된답니다.

 

 

그렇다면 불포화는 저렇게 살짝 몸을 비틀고 있으니

나란히 나란히 배치되기가 힘들겠죠?

특히 불포화 지방산이 많이 포함된 오일들은

지방산이 붙어있는 세 부분이 모두 비틀고 있어 매우 구조들이 복잡해집니다.

그렇다보니 분자배열이 고르지 못하고 상온에서 고체상태로 존재하지 못하는 것이지요.

 

 

 

 

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이해가 잘 되셨을 지 모르겠어요.

 

이걸 잘 이해하셨다면

다음에는 식물성 오일로 이루어져 있다는 고체상태의 식물성버터(마가린, 팜 쇼트닝 등)에 대해서 포스팅하려고 합니다.

분명 위의 글을 보면 식물성 오일들은 불포화가 많아서

상온에서 액체여야 하는데 마가린은 고체상태이죠.

도대체 뭔짓을 한거길래..?ㅋㅋ

 

이것도 포화, 불포화에서 오는 기본적인 이유이기 때문에 바로 다음 포스팅으로!

 

 

많이 읽어주시고

궁금한건 댓글 달아주시고,

이상한 부분이 있어도 댓글달아주세요.^^