석고의 성분은 무엇이며, 물에 개어두면 왜 단단하게 굳어지나?

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석고는 육지가 된 바다나 호수가 증발할 때 생성

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​시멘트는 산화칼슘(CaO)이 주성분인데, 석고(石膏 plaster, gypsum)는 황산칼슘(CaSO4)이 주성분이다. 석고는 자연 상태에서 물과 결합하여 굳은 형태의 비금속 광물로 산출된다. 석고는 단단한 고체이지만, 손톱으로 긁으면 상처가 생길 정도로 무르다.

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자연에서 산출된 석고를 150℃ 이상의 온도로 가열하면 수분이 빠져나가면서 희색의 가루가 된다. 이런 석고 가루를 ‘구운 석고’ 또는 ‘소석고’(燒石膏)라고 하는데, 소(燒)는 ‘뜨겁게 구웠다’는 뜻이다.

 

소석고 가루에 물을 부어 30분 정도 두면, 물과 결합하여 단단한 본래의 상태가 된다. 그래서 소석고는 미술실에서 사용하는 석고상을 만드는 재료로 많이 쓰이며, 정밀한 주물 형태를 뜨는 틀을 만들거나, 치과에서 의치(義齒)의 틀을 뜰 때 사용한다. 또한 골절상을 당하거나 하면, 외과의사는 골절 부분을 석고로 감싸고 굳혀, 뼈세포가 다시 자라 연결될 동안 움직이지 못하도록 한다.

 

 

흑판에 글씨를 쓸 때 사용하는 분필의 원료는 소석고이다. 운동장에 트랙을 그릴 때 사용하는 흰 가루 역시 소석고이다. 치약 속에는 소석고를 원료로 만든 탄산칼슘 입자가 들어 있어, 이것이 물에 녹지 않고 이를 닦는 역할을 해준다.

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석고는 과거에 큰 호수 또는 바다였던 곳이 지각변동으로 육지가 되어 증발하면서 마를 때, 화산연기나 온천에서 나온 아황산가스(SO3)와 물속의 칼슘이 결합하여 생겨났다고 한다. 그래서 대부분의 석고는 퇴적층을 이루고 있으며, 퇴적 두께는 2~3m 정도이다.

 

 

 

석고가 산출되는 텍사스 주의 퇴적층. 호수가 증발하여 육지로 되면서 흰색의 석고 층을 형성한 것이다.

 

 

투명한 결정상의 석고

 

석고는 자연 상태에서 석회동굴 같은 곳에 결정상으로 존재하기도 한다. 결정상 석고는 투명한 것도 있고, 어떤 것은 결정의 크기가 놀랍게도 12m나 된다. *

 

 

 

액체도 고체도 아닌 하이드로젤의 성질