https://m.youtu.be/IVsWTkD2M6Q

영상에서 다량의 피가 나옴
실험장면은 5"23




우리 핏속에는 철분이 포함되어 있습니다.
피에서 쇠냄새가 나거나, 피 색깔이 붉은 것도 대체로 철분(혹은 적혈구) 탓입니다. 산화한 철은 붉게 녹슬지요.
다만 실제 철 입자가 들어있는 것은 아니고, 적혈구 속의 금속함유단백질 헤모글로빈의 일부분이란 형태로 들어있습니다.
적혈구는 피 속에서 산소를 운반하는 매개체인데, 적혈구에서 산소와 결합하여 붙잡는 것이 철분입니다.
철이 산화하는 성질을 이용하는 것입니다.

헤모글로빈의 구성비는 탄소2952개 수소4664개 산소832개 질소812개 황8개 철4개의 원소로 이뤄져 있습니다.
H2O(수소2개 산소 1개)인 물과 비교해보세요.
이 숫자로 볼때, 적혈구 비율 등을 감안하면 표준적인 성인 남성의 몸 안에는 철 4그램 가량이 있다고 볼 수 있습니다.

이런 극미량의 철분이라도 자석에 영향을 받을까요?


피에 극도로 강한 자석을 가져다대면 반응하기는 합니다만, 달라붙는 것이 아니라 밀어냅니다.
이것을 반자성 반응이라 합니다.
철은 원래 자석에 달라붙는데, 이상한 일이지요?

자력은 입자의 스핀과 원자 내 전자궤도가 만들어내는 양자역학적 현상이 우리 눈에 보일 정도로 뚜렷하게 발현된 사례입니다.
전자가 쌍을 이루는 경우 서로 연결된 상태로 스핀에 의한 자기쌍극자모멘트를 상쇄하기 때문에 원자와 분자 밖으로 영향을 미치지 않습니다.
쌍을 이루지 않은 전자만이 원자와 분자 밖으로 자기장을 빧쳐 영향을 미치고, 우리가 이것을 자기장이라고 부르죠.
고로 대체로, 우리는 분자나 원자 구조 내의 쌍을 이루지 않은 전자의 갯수를 새서 그것이 자석에 반응을 보이는지 예측할 수 있습니다.

헤모글로빈 내의 철분의 경우, 산소 분자를 흡착했는지 여부에 여부에 따라 쌍을 이루지 않은 전자의 개수가 달라집니다.
산소를 품지 않은 헤모글로빈은 4개의 쌍을 이루지 않은 전자를 가지며 그래서 자석에 끌리는 상자성 반응을 보입니다.
산소를 품은 헤모글로빈은 쌍을 이룬 전자만을 가지며 반자성 반응을 보여 자석에 밀어냅니다.

그리고 인체 내의 헤모글로빈 중, 상자성체 역할을 할 수 있는 산소를 품지 않은 헤모글로빈의 양은 극도로 작습니다.
동맥의 경우 1~4% 정도, 정맥의 경우 20~40% 정도만이 차지하고 있습니다.
문제는, 혈액의 절반 정도를 차지하는 물 자체도 반자성체라는 점입니다.
물에 아주 강한 자석을 갖다대면, 희미하게 밀어냅니다.
상자성체나 반자성체는 자력원을 제거하면 반응을 보이지 않으며, 반응을 하더라도 매우 미세하기 때문에 우리가 잘 알지 못합니다만, 사실 공기는 상자성체, 물은 반자성체입니다.
철과 같은 자석에 강하게 끌리는 물질은 외부에서 강한 자기장을 걸어주면 자기쌍극자가 한 방향으로 일정하게 배치되면서 계속 자력을 띕니다.
이런 물질은 강자성체라고 하죠.

혈액 내에는 상자성 반응을 보일 수 있는 산소를 품지 않은 헤모글로빈보다, 반자성 반응을 보이는 물이 훨씬 많기에 혈액이 강한 자석에 반발해서 밀려나는 것입니다.