[이온은 어떻게 발견되었을까?] 2편 – '아레니우스의 이온 이론, 세상의 조롱을 이겨낸 과학'

“물에 녹기만 해도 이온으로 나뉜다고?”
당대 화학자들이 모두 코웃음쳤던 이 주장,
그러나 이 낯선 주장이 결국 화학의 혁명이 됩니다.
이것이 바로 스반테 아레니우스(Svante Arrhenius)가 남긴 위대한 발자취입니다.

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✅ 목차

1. 이온 이론의 탄생 – 아레니우스는 왜 이 주장을 했을까?
2. 과학계의 냉대 – 해리설은 너무 파격적이었다
3. 결정적 실마리, 패러데이의 실험과 연결되다
4. 이론의 완성 – 해리 반응식과 전해질 분류
5. 오늘날 교과서 속 이온 개념은 어디서 왔을까?

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🔍 1. 이온 이론의 탄생 – 아레니우스는 왜 이 주장을 했을까?

1884년, 스웨덴의 젊은 과학자 스반테 아레니우스는 박사 논문을 통해 전해질 해리설(Dissociation theory)을 발표합니다.
그의 주장은 단순했지만 충격적이었습니다.

“전해질이 물에 녹는 순간, 이미 스스로 양이온과 음이온으로 분리된다.”

즉, 물에 염화나트륨(NaCl)을 넣으면
전기나 외부 에너지 없이도 →
Na⁺와 Cl⁻로 자연스럽게 해리된다는 설명이었죠.

이전까지는 전기를 흘려야만 이온이 생긴다고 생각했기 때문에,
이 주장은 당시 화학 상식과 정면으로 배치됐습니다.

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💬 2. 과학계의 냉대 – 해리설은 너무 파격적이었다

아레니우스는 박사 학위 심사에서 혹평을 받습니다.

• “이건 과학이라기보다 철학 같다.”
• “물질이 스스로 나뉜다는 건 비과학적이다.”
• 심지어 논문 점수도 최하 등급으로 통과했을 정도였습니다.

하지만 그는 자신의 주장을 굽히지 않았고,
독일의 화학자 오스트발트(W. Ostwald),
네덜란드의 반트호프(Van’t Hoff)와 함께
이 이론을 수학적 모델과 실험 데이터로 점점 완성해 나갔습니다.

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⚡ 3. 결정적 실마리 – 패러데이의 실험과 연결되다

당시 아레니우스는 마이클 패러데이의 전기분해 실험을 주목했습니다.
전류를 흘렸을 때 양극과 음극으로 이동하는 입자가 존재한다는 실험적 증거가 있었던 것이죠.

• 즉, 이 입자들은 이미 물속에서 ‘분리된 채’ 존재하고 있었던 게 아닌가?
• 그래서 전류가 흐르자마자 바로 반응했던 것이 아닌가?

👉 아레니우스는 이 패러데이의 관찰을 이론화한 셈입니다.

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🔬 4. 이론의 완성 – 해리 반응식과 전해질 분류

아레니우스는 화학 반응식을 통해
이온의 존재를 논리적으로 설명할 수 있도록 만들었습니다.

📌 예시:

NaCl (aq) → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq)
HCl (aq) → H⁺(aq) + Cl⁻(aq)
CaCl₂ (aq) → Ca²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq)

이처럼 물에 녹는 순간 이온으로 나뉘는 반응을 해리 반응식이라 하고,
그에 따라 전해질과 비전해질을 구분하는 체계도 마련되었습니다.

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🧠 5. 오늘날 교과서 속 이온 개념은 어디서 왔을까?

지금 우리가 교과서에서 배우는 앙금 반응, 중화 반응, 전기분해 반응식의 기반은
모두 아레니우스의 이온 해리 이론에서 시작된 것입니다.

그리고 그 뿌리에는 패러데이의 실험,
그 실험을 이론으로 연결해낸 아레니우스의 과학적 집념이 있습니다.

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📘 다음 편 예고 – 교과서 실험 속 ‘이온 반응’은 어떻게 구조화되었나?

3편에서는

• 앙금 반응, 중화 반응, 전기분해 반응식이
  어떻게 이온 이론에 기반해 만들어졌는지,
• 교과서 실험과 패러데이–아레니우스–오스트발트의 계보를 연결해
  학생들도 이해할 수 있는 방식으로 풀어보겠습니다.

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© 콘텐츠 훈련소 - 과학픽(Science Pick)
본 글은 과학의 기초 원리를 통찰력 있게 탐구하는 콘텐츠 훈련소의 ‘이온 시리즈’ 중 두 번째 글입니다.