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범죄와 화학<프레젠테이션 용도>

화학수행평가
by

Myeong-hee Ryu

on 12 June 2014

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Transcript of 범죄와 화학<프레젠테이션 용도>

화학무기, 그 정체는?
$1.25
Tuesday, June 10, 2014
Vol XCIII, No. 311
전쟁에서 사용되는 화학무기, 그 정체를 샅샅이 파헤치다!
Thank you
머리카락을 이용한 마약 검출
끝없이 이어지는 연예인 마약 사건
복어독을 이용한 독살사건
10524 류명희
화학을 이용한 범죄 수사.
완전범죄, 흔적 하나로 발각
의문의
독살
사건! 그
원인
은?
범죄


화학
범죄와 화학
<1. 독>
1) 복어독(테트로도톡신)
복어의 알이나 내장 속에 들어 있는 맹독성 물질은 테트로도톡신이라는 화합물이다. 복어의 독은 어떻게 하여 독성을 나타낼까? 세포막에 있는 이온 통로는 세포막을 이룬 리피드층 속에 묻혀 있는 단백질 분자가 만드는데 테트로도톡신은 이 단백질 분자를 만나자마자 친화적 상호작용으로 이온 통로를 막아버린다. 그리고 이온 통로가 막히면 신경충격-뉴런을 따라 이동하는 자극-과 신경전달이 중단되어 골격에 이어 심장 근육이 마비되는 것이다. 불행하게도 아직까지 이온 통로를 열 수 있는 방법이 없어, 복어의 해독방법도 찾지 못하고 있다.
2) 비소
비소는 일반적으로 ‘무수아비산’, 즉 ‘삼산화비소’를 가리키는데, 생명을 끊기 위해서는 60~120밀리그램 정도의 비교적 많은 양을 먹어야 한다. 만성적인 비소 중독으로 피부 종양, 마비현상, 두통, 집중력 저하, 탈진 등으로 나타난다.
3) 보툴리눔톡신
알려진 것 중 가장 강력한 독극물이다. 약 0.0001밀리그램으로도 이미 사람에게 치명적이다. 고도로 희석한 보툴리눔톡신은 의약품으로 사용되기도 하는데, 다한증 환자나 특정한 근육 위축증 환자에게도 투약하고 있다. ‘보톡스’라는 이름으로 주름을 펴는데 사용되기도 한다.
4) 일산화탄소
많은 양의 일산화탄소를 호흡하게 되면 의식이 혼미해지고 현기증과 두통을 일으킨다. 그 이유는 일산화탄소가 적혈구의 헤모글로빈에 달라붙어 생명체에 필수적인 산소 공급을 막기 때문이다. 공기 중의 일산화탄소 농도가 1퍼센트만 되어도 금방 헤모글로빈의 50퍼센트가 장애를 받게 된다. 이러한 경우 혈액은 산소를 전혀 공급할 수 없다.
5) 청산가리
(사이안화칼륨)
청산가리(사이안화칼륨)는 가장 잘 알려진 사인안화물이다. 이것은 위에서 위산의 영향으로 독성이 강하고 작용이 빠른 물질인 청산(사이안화수소)을 방출한다. 사이안 이온은 세포의 호흡 효소에 있는 3가 철과 결합하여 복합체를 형성함으로써 호흡의 순환을 차단하여 세포 차원의 질식에 이르게 한다.
5) 혈흔
혈흔의 흔적은 루미놀반응을 사용하여 찾을 수 있다. 루미놀은 다양한 용도로 쓰이는 화학발광을 나타내는 화학물질로, 적당한 산화제와 섞으면 푸른빛을 낸다. 루미놀은 철과 반응하기 때문에 범죄 현장 등에서 혈흔을 감식하는 데 쓰인다. 루미놀을 한 면적에 고르게 뿌리면, 활성 산화제가 루미놀을 빛을 내게 한다. 빛은 어두운 곳에서 볼 수 있다. 발광은 30초 정도 계속된다.
3) 지문
지문을 눈에 보이게 만들기 위해서 여러 가지 방법을 사용할 수 있는데, 붓으로 고운 분말을 표면에 바르는 방법을 가장 기본으로 할 수 있다. 그 대상에 전류를 흐르게 하면 분말의 접착력을 높일 수 있다. 이 방법이 통하지 않는 경우, 레이저 발광을 이용할 수 있다. 레이저를 쏘게 되면 지문은 형광을 발하는데, 크림, 비누, 물감, 잉크 등 때문이다. 이외에도 아이오딘 증기 기술 등 지문을 밝혀내는데 수많은 방법이 있다.

1) 족적과 타이어 자국
흙이나 진흙 위의 족적을 발견하는 것은 쉽다. 그러나 양탄자에 남긴 눈에 띄지 않는 족적도 발견해 용의자의 신발과 비교할 수 있다. 양탄자 위를 뛰어가면 표면에 정전기 충전이 발생한다. 미세한 합성수지 알갱이를 양탄자 위에 뿌리면 신발의 움직임으로 인해 충전된 양탄자의 각 부분에 달라붙는다
범행 현장의 타이어 자국은 어떨까? 딱딱한 시멘트 바닥에 타이어 자국이 매우 흐릿하게 찍힌 경우 특수한 래커 칠을 이용하면 그 정체를 밝힐 수 있다. 이 래커 칠은 폴리비닐아세테이트를 아세트산에틸에 용해시킨 것이다. 타이어가 시멘트 위에 남긴 고무 입자 속에는 연화제와 같은 형광 물질이 들어있다. 아세트산에틸은 이것을 고무 잔해물의 표면으로 밀어낸다. 아세트산에틸을 증발시키면 이것은 잔해물의 표면에 고착되고 자외선 속에서 모습을 드러냄으로써 그 종류를 파악할 수 있게 된다.
4) 화학 연기
범죄영화를 보면 저격수의 정체를 드러내는 것은 바로 그의 손에 남은 화학 연기의 흔적이다. 총기가 발사되면 미세한 화학 연기 입자가 범인의 피부에 달라붙는다. 예전에는 액체 파라핀을 이용하였지만, 오늘날에는 접착테이프를 이용하여 시료를 혐의자의 피부에서 떼어낸다. 화약 연기 입자는 주사전자현미경으로 관찰할 수 있다. X선 형광 분석을 통해서도 시료의 정체를 알 수 있다. 최근에는 입자를 이온 광선의 힘으로 절개해 그 내부를 들여다보는 것도 가능해졌다.
2) 파편
여러 사고나 사건에서는 자그마한 유리조각이나 래커 칠 조각이 나오기 마련이다. 이런 조그마한 파편들도 사건 해결에 도움이 될 수 있다. 이것을 이미 알려진 시료와 비교해보면 래커 칠의 제품명과 자동차 모델명을 찾아낼 수 있다. 이와 비슷한 것이 유리에도 적용된다. 유리는 다양한 화학물질들의 혼합물을 함유하고 있으면 따라서 이미 알려진 시료와 비교 가능하다.
6) 머리카락
마약 검출과
연관!
<2. 흔적>
1) 마약의 검출
2) 환각제가 기분을
몽롱하게 만드는 이유
3) 대마초
4) 아편(모르핀)
5) 코카인
<4. 화학 무기>
1) 전쟁에 사용되는
독성 기체
독성 기체를 전쟁에 사용한 시초는 독일 프리츠 하버의 염소 발명에서 비롯되었다. 제1차 세계대전이 시작되어 독일이 전쟁에 독가스 사용을 검토하자 그도 독가스 개발연구에 참여했다. 염소가스의 독성을 알게 된 하버는 염소의 사용을 독일군부에 추천했고, 결국 연합군에게 큰 피해를 입혔다. 대량 살상의 가능성 때문에 화학 무기 사용을 억제하기 위해서 1925년에 제네바조약이 체결되었지만 이란-이라크 전쟁이나 아프가니스탄 분쟁 등에서는 소규모로 사용된 적이 있다. 그러나 어떤 경우라도 화학 무기가 더 이상 사용되어서는 안 된다.
겨자가스는 독성이 매우 강하며 비교적 쉽게 만들 수 있는 물질로서 제1차 세계대전 때 사용되었다. 최근의 예로는 1988년 북부 이라크의 쿠르드족을 상대로 겨자가스가 살포된 적이 있다. 겨자가스는 호흡기와 피부를 통해 여러 장기에 스며들어 그 기능을 마비시킨다. 그 밖에도 인간의 유전자 DNA를 손상시키며 세포분열을 막는다.
3) 겨자가스(이페리트, 황화다이클로로다이에틸)
2) 사린
사린은 인과 플루오르(불소)를 포함하는 화합물로 비교적 쉽게 합성할 수 있다. 무색의 액체인 사린은 끓는점이 섭씨 147도나 되지만, 독성이 강해 조금만 휘발해도 치명적이다. 사람이 사린 1밀리그램(1000분의 1그램)만 흡입해도 사망할 정도로 사린은 중추신경 및 허파와 심장의 근육도 마비시킨다. 그럼에도 사린 자체는 냄새가 거의 없어 사람들이 알지도 못하는 사이에 죽음에 이르게 하는 무시무시한 독극물이다. 사린 중독의 첫 증상은 시력의 부분적 상실인데, 눈의 신경과 근육을 마비시키기 때문이다.
4)포스겐(염화카보닐)
포스겐은 허파의 물과 반응하여 부식성의 염산과 이산화탄소가 된다. 그 밖에도 일련의 신진대사 효소를 차단한다. 포스겐은 화학 산업에서 합성수지(폴리우레탄)의 제조에 이용된다. 이 가스는 염소를 함유한 합성수지가 연소할 때 발생할 수 있다. 이 독가스의 남용은 엄청난 결과를 가져왔다. 제1차 세계대전에서 독가스로 사망한 사람 중 80퍼센트는 포스겐 때문인 것으로 추정되고 있다.
<3. 마약>
주제
선정 동기
<테트로도톡신>
<클로스트리듐 보툴리눔>
<루미놀 반응>
머리카락은 자라는 동안 몸에 들어온 화학물질들을 흡수하여 저장한다. 머리카락을 각각의 시기를 대변하는 작은 부분들로 잘라낸 뒤 산이나 염기를 이용해 용해시킨다. 시료를 마약 성분에 반응하는 특수한 항체에 집어넣으면 이 항체와 결합한다. 시료가 방사성 또는 형광 반응을 덜 보일수록 머리카락의 소유자는 더 많은 마약을 복용한 것이 된다. 1밀리그램의 머리카락에서 1000만 분의 1 내지는 100만 분의 1밀리그램의 마약 성분을 증명해낼 수 있다.
대안적인 방법으로는 머리카락에서 추출한 화합물들을 기체크로마토그래피/질량분석법(GC/MS)으로 조사할 수 있다.
환각제는 기분을 몽롱하게 만든다. 그 이유는 환각제는 신경세포들 사이의 소통에 영향을 미치기 때문이다. 이때 환각제는 두 신경세포의 연접부인 시냅스를 가장 먼저 공격한다. 시냅스 틈새에서 첫 번째 활동적인 세포가 전달물질을 내놓으면, 이것은 두 번째 세포로 옮겨간다. 마약은 이 과정에 개입하여 신경세포의 천연 전달물질을 몰아내거나 차단한다. 이는 마약이 화학적으로 체내 물질로 변화하기 때문에 가능한 일이다.

대마초의 작용물질은 테트라하이드로칸나비놀(THC)이다. 인간의 뇌에는 이러한 화합물에 반응하는 특수한 수용체가 있다. 그것은 신경세포의 세포막에 자리 잡고 THC와 결합한 후 이 물질의 특징적인 정신적 효과를 전달한다. 이것은 그러한 효과를 위해 수용체를 필요로 하는 체내 분자가 있다. 특히 이러한 종류의 많은 수용체들은 해마에 위치해 있다.
대마초를 많이 투여한 이후에는 구역질, 구토, 발한, 경련 등과 같은 금단 증상이 나타난다. 이 모든 것은 마약이 쉽게 사라지지 않는 중독성을 지녔음을 의미한다.
모르핀이 인간에게 특이한 효과를 발휘하는 것은 뇌와 소장을 비롯한 몇몇 기관의 신경세포에는 마약을 받아들이는 특수한 수용체가 있기 때문이다. 원래 이 수용체의 결합 파트너는 양귀비로 만든 모르핀이 아니라 모르핀과 비슷한 작용을 하는 체내 물질인 이른바 엔도르핀(체내 모르핀)이다.
코카인은 오래된 마약이다. 이미 1000년 전에 남아메리카 원주민들은 배고픔과 체력 소진을 줄이기 위해 코카나무 잎사귀를 씹었다. 코카인은 정신적인 의존성으로 이어질 뿐 육체적인 습관성으로 발전하지는 않기 때문에 이 마약을 끊어도 육체적인 금단 증상은 나타나지 않는다. 물론 정신적인 의존성이 강해서 중독자는 과도한 양의 코카인을 복용하는 경향이 있다. 심한 중독의 경우 심장마비 및 기관지 마비로 인해 죽음에 이르기도 한다.
<프리츠 하버>
<사린>
<겨자가스(이페리트)>
느낀 점
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