중학:재결정을 이용한 분리 편집하기

{{15개정 과학 중2}}
==배우는 이유==
{| class="wikitable"
!흥미적
이유
|설탕과 소금이 물에 녹아있을 때 설탕과 소금은 어떻게 분리할 수 있을까?
온도를 높이면 녹기 전에 타버리고, 밀도를 이용하자니 물에 녹아버린다.

*

===출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)===

#운동 후 땀에 쩐 옷이 마르면 하얀 얼룩이 생기는 이유는 뭘까?

#
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!직업적
이유
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*컨설턴트, 과학수사 등 직종에서 활약하는 기초지식.
*약사, 제약회사 등 약품을 만드는 기초지식.
*
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!학문적
이유
|
*서로 뒤섞인 물질들을 분리할 수 있을까?
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!너희들은?
|CSI 과학수사

나중에 약을 만드는 회사에 들어가면 아스피린을 만드는 기초적인 지식이 될 수 있기 때문에

배우면 좋을거 같다 아무것도 모르는 애가 운동하고 나서 옷 안 빨고 싶어서 그대로 말리 대참사가 생기니까

재결정을 사용한 화학물질 분리등으로 화학 분야에서 많이 쓰이기 때문이다.

재결정을 이용해 암석의 결정을 추출하여 멋있는 장식품으로 사용할 수 있다
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!배워야 할 것
|재결정의 원리와 재결정을 이용하여 혼합물을 분리하는 예시
|}
==도입==
<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=EwUYz0ZHGdg</youtube>
==학습==
===영상===
{| class="wikitable"
!실험
!영상
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|재결정
|<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=Luz4pHtjaH4</youtube>
|}
==수업요약==
===핵심개념===
{| class="wikitable"
!개념
!설명
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|재결정
|再거듭 재結맺을 결晶맑을 정. recrystallization.
고체 용질을 용매에 녹인 후 온도를 낮추거나 용매를 증발시켜 다시 고체결정을 얻는 것.

보통 순수한 물질을 얻기 위해 사용한다.
|}
재결정은 적은 양의 불순물이 섞여있을 때 완전한 순도의 물질을 얻기 위해 사용하는 방법.

목표물질과 불순물 둘 다 양이 많다면 

*결정이 만들어질 때 순물질로만 결정이 만들어진다는 것을 이용하거나,
*용해도 차이를 이용해 섞여있는 비율을 달리할 수 있겠죠.

===재결정을 이용한 분리의 예===
{| class="wikitable"
!예
!설명
|-
|염전 바닷물
|바닷물을 증발시켜 천일염을 얻는데, 여기에 포함된 먼지들을 일일이 빼긴 어려우니... 다시 깨끗한 물에 녹인 후 재결정으로 깨끗한 소금을 얻어낸다.
|-
|약품 제작
|약품 합성 후 순수한 약성물질을 얻기 위해 재결정을 사용한다.
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|
|
|}
===전개질문===

#재결정의 예는 무엇이 있을까? 한가지씩만 써보자.(수업에서 설명한 거 말고.)

===도착질문===

#처음 사올 땐 액체로만 채워져 있던 포도즙 팩을 냉장고에 넣어두면 요상한 가루가 생긴다. 갑자기 왜 생기는 걸까?
#

==학생들의 질문==
===분류하지 않은 질문===
{| class="wikitable"
!분류
!질문
!대답
|-
|개념
|이 세상에 재결정이 없으면 어떻게되요?

재결정이 안되면 어떻게 되나요?
|무언가가 녹지만 다시 되돌아오진 않겠죠.
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|용질과 불순물이 해당용매에 대해 온도에 대한 용해도 차이가 있어야하는 이유는 무엇일까요.
|불순물이 적다면 용해도 차이가 없어도 순물질을 얻을 수 있습니다.

용해도 차이가 있다면 섞인 물질의 비율을 달리할 수 있겠죠.
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|
|재결정시 결정이 작게되면 발생하는 문제점은 뭐가 있을까요.
|결정이 작다고 문제가 있진 않을텐데;;;?
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|어떤 물질을 녹인 용액을 아주 낮은 농도로 낮추면 그 물질이 모두 석출되나요?
|ㅇ. 온도를 낮춘다는 말이죠? 재결정은 농도가 높아져서 나오는 거죠.
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|재결정의 정의를 최초로 정리한 사람이 누구인가요?

재결정을 누가 발견했나요

재결정 한다는 것을 누가 처음 밝혀 내였나요?

재결정을 처음 발견한사람운 누구인가요

재결정을 처음 발견한 사람은 누구인가요? 언제 발견했나요?
|조사해서 알려주면 세특.
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|불순물 중에 일부가 얻고자 하는 물질과 용해도가 비슷하여 같이 석출되면 어떡할까?

섞인 두 물질이 용해도가 거의 비슷할때 재결정을 써서 분리할 수 있나요
|온도에 따라 용해도 변화가 달라지기 때문에 석출은 가능.
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|재결정 실험을 할때 진동이 있으면 안되는 이유가 무엇인가요?
|결정을 크게 만들 게 아니라면 상관 없어요. 진동이 생기면 결정이 깨끗하게 만들어지지 않고, 결정핵에서 결정이 만들어지는 게 아니라 용액 내부에서 무작위하게 만들어지기 때문에 커다란 하나의 결정을 얻을 순 없죠.
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|혈액을 재결정하면 어떻게 되나요?

혈액도 결정화가 되나요
|음... 혈액 안에 녹아 있는 물질들은 포화상태에 한참 못미치기 때문에... 온도를 낮추다가 물이 얼어버릴듯;
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|아까 영상에서 나무막대기에 설탕을 묻히고 넣는 이유가 그래야 나무막대기에 결정이 생긴다고 하셨는데 이게 그냥 서로 끌어당기는 성질이 있는건가요 아니면 어떤 힘이 작용하여 서로 끌어당기는 건가요?
|온도가 낮아지면 서로 붙기 시작하는데, 물에 떠 있는 자신의 친구를 만날 확률보다, 나무막대 근처의 친구들을 만날 확률이 높기 때문에 나무막대 근처에서부터 재결정이 일어나죠.
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|땀 흘리고 나면 땀에 있는 염분 때문에 옷에 하얗게 생기는데 안 보이게 하거나 하는 방법은 없을까요?
|물에 빨면 사라짐.
아니면 흰 색 계열의 옷을 입는 게 어때요? 굳이 운동할 때 흑염룡을 추구해야 할 이유가..
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|만약 물에 다른 물질이 녹아있다면 어떤 물질의 용해도만큼 녹지 못하나요?(아까 설탕과 소금을 분리하는 법을 설명하시면서 "설탕80, 소금20" 이런 식으로 말씀하셔서
궁금합니다.)
|공유한 이온이 무엇이냐에 따라 달라질텐데... 제 지식의 수준을 넘어서네요.
조사해서 알려주면 세특 써드림.
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|만약 물 안에 2가지 물질이 녹아있으면 재결정이 될때도 두 물질다 순물질이 되나요?
|넹. 알갱이들은 각자의 순물질이 되지요.
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|포도즙 팩에 생긴 요상한 가루는 맛있나요?
|ㅈㅁㅌ
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|재결정을 이용해 혼합물을 분리할때 가장 대표적인건 뭔가요?
|소금.
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|한번에 여러가지 물질을 한번에 결정으로만들어서 여러가지 색,모양의 결정을 얻을수있나요?
|여러가지 물질이 제각각 순수한 결정을 만들기 때문에.. 가루정도 얻게 될 것 같네요. 각각의 다른 seed를 주면 모르겠지만.
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|용매를 증발시켜서 순수한 고체물질을 얻는다고 하는데 용매를 증발시키면 불순물도 포함되있는 고체물질이 나와서 순수한 고체를 얻을 수 없지 않나요?
|그래서, 재결정의 조건에 소량의 불순물이라는 게 붙죠; 물론 방법은 어떻게든 찾을 수 있겠지만.
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|재결정으로 얻는 물질은 모두 순수한 것입니까?(저처럼?)
|네. 순수악. 데빌구. 탑티모같은놈. 준서 왈 주겨버리고 싶다.
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|석출과 재결정의 차이가 무엇인가요?
|석출은 어는점 이하로 낮춰 고체가 되는 것과 용해도 변화로 결정화되는 걸 포함하기 때문에, 재결정은 석출에 포함된다고 보면 될 것 같네요.
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|냉장고에 즙류를 넣으면 모두 결정이 생기나요?
|보통은 그렇죠. 온도가 낮아지면서 생기는 경우가 많아요.
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|가루를 탄 아이스티도 재결정이 되나요
|충분히 많이 탔다면!
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|기체도 재결정이 되나요.
|기체에 녹아있던 무언가가 승화를 통해서 고체가 된다면 재결정이 가능하지 않을까요???
기체의 경우엔 분자들이 따로 떨어져 운동하기 때문에 무언가를 녹이진 못할 듯한데... 아마 불가능하지 않을까요? 가능한 사례를 조사해 알려주면 세특 써드림.
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|호기심
|결정이 안 맺히는 물질도 있나요?
|유리. 비결정성 고체가 있지요. 엿.
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|에메랄드는 재결정인가요?
|에메랄드는 그냥 물질이잖아; 재결정은 현상이고.
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|약국에서 남은 약품을 수거하는 이유가 재결정을 통해 재활용을 하기 위해서 인가요?
|약국에서 수거하는 이유는 오용, 남용이 되지 않게 하기 위해서죠.
수도에 버리면 항생제 성분이 생태계에 영향을 주기도 하고, 땅에 버리면 그 땅의 생물들, 비가 와서 다시 하천에 흘러들어가기도 하죠.

항생제 성분에 내성이 생긴 박테리아가 생기면 사람에게 위협적이구요.
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|빛은 질량이 없으니까 빛보다 빠른 물체는 없는거요? 근데 천체를 관측할 때 사용되는 레이저는 빛이지만 인간이 볼 수 있어요. 그럼 레이저를 원자단위로 확대해서 보면 빛 원자를 볼 수 있는건가요? 만약 그게 아니라면 빛은 우리눈에 왜 보이는 건가요?
|빛은 물질이 아니고 기본적으로 파동이기 때문에 질량이 없죠. '소리에 질량이 있느냐?' 하는 질문과 비슷하다고 생각하면 돼요.

물체를 가속하게 되면 질량이 점점 커져요. 빛의 속도가 되면 질량이 무한이기 때문에 물체를 빛의 속도까지 가속할 수 없는거죠. 빛은 질량이 없기 때문에 빛의 속도라는 견해도 맞습니다.

빛이 보이는 이유는 눈 안의 시각세포를 자극하기 때문이죠. 그 자극을 뇌가 해석해서 보이는 거구요.
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|포화상태는 누가 만들었나요?
|조사해서 알려주면 세특 써드림.
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|가끔씩 암바사라는 탄산음료를 마실때도 아래에 흰색 가루같은게 생기는데 그것도 재결정의 원리인가요?
|음? 보진 못했지만 그럴 가능성이 크지 않을까요?
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|시중에 파는 락캔디도 수업시간에 본 영상과 동일한방법으로 만들어지나요?
|보통은 그렇죠.
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|좀 주제를 벗어나긴 했는데..물에 녹는 물질과 그렇지 않은 물질의 차이점은 무엇인가요
|보통은 수용성이냐 지용성이냐에 따라 갈리고, 물과 결합하는 힘보다 그 물질들끼리 결합하는 힘이 크면 녹지 않죠.
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|재결정을 활용해서 예술작품을 만들 수도 있나요
|ㄱㄱ
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|긱블이라는 유튜브채널에서 흑연을 다이아몬드로 만드는실험을 하였는데 약간의 결정만 만들어졌지만 그결정이 다이아몬드가 아니라는데 실험에 실패한 이유는 뭔가요
|영상 못찾았어요;;; 아무래도 온도나 압력이 기준치에 못미친 게 아닐까요?
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|재결정에서 과포화용액을 사용하는 이유
|재결정 현상을 만들려면 포화상태가 되어야 하니까 과포화용액을 쓰는 게 좋죠.
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|땀 때문에 생긴 누런 얼룩은 어떻게 지우나요
|베이킹 소다를 활용해서 지웁니다.
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|기체도 결정인가요?
|음... 뭐지...?
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|사람 피를 재결정을 시키면 무엇이 나오나요
|글쎄요; 소금, 비타민 이런 게 나오지 않을까요? 조사해서 알려주면 세특 써드림.
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|빛은 한 지점으로 세게 압축시키면 어떻게 될까요?
|열이 됩니다. 빛을 압축시킬 때 빛을 반사시키는 물질을 사용할텐데, 100% 반사하는 물질은 없을테니까.
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|기타
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|헛소리
|사랑도 재결정화가 되나요?
|그것도 포화될 정도로 넘쳐야 가능한 일이죠.
깨진 사랑은... 다시 붙이기 힘들죠. 처음부터 다시 녹여서 만들지 않는 이상.

헤마를 가격해 처음부터 시작하세요. 화이팅. 너무 세게 치면 기소될 수 있습니다.
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|저의 녹아 없어진 마음도 녺였다가 얼리면 보일까요?
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|}

:#

=더 나아가기=
교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람들은 보세요~

만약 분결깔때기가 없다면 어떻게 액체를 분리할 수 있을까?

*

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{{접기

|제목=보기 전에 먼저 생각해보세요~

|내용=비닐봉지를 이용해서!
|형태=mw-collapsed toccolours}}
===수업 후, 흥미로운 것===
시간이 남을 때에만 보세요~

바위 사탕

<youtube>https://www.youtube.com/watch?time_continue=189&v=VpOU0Fo7QfU&feature=emb_logo</youtube>

결정 키우기

<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=KD5X1SiJw9o</youtube>
=답=
{| class="wikitable"
! colspan="2" |운동 후 땀에 쩐 옷이 마르면 하얀 얼룩이 생기는 이유는 뭘까?
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!답변
!선생님코멘트
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|땀만 증발하고 염분은 증발을 안해서

땀에 수분이 빠지면서 땀에 있는 염류가 보이는 것

땀은 물과 염화나트륨이 포함되어 있는데 물이 증발해서 염화나트륨 결정이 생긴 것이다.

간략히 봐서 물과 소금(+기타등등)의 혼합물인 땀이 옷에 묻은 뒤에 물이 증발해 소금이 남아서 그게 하얗게 보이는거 아닐까요?
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|땀을 많이 흘리고 나면 옷에 하얗게 소금가루가 묻어난다. 소금기의 주성분은 나트륨인데 땀 1리터를 흘릴 때 0.9그램 정도 빠져나간다. 하루에 땀을 흘리는 양을 보면 대략 1~8리터 정도이기 때문에 많은 경우는 최고 7.2그램의 나트륨 손실을 가져온다.
|와우 TMI;;; 하지만 재미있다.
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|땀은 소금이여서
|땀이 왜 소금이여.
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|불순물이 용해도가 작아져서 석출되기 때문이다.
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|땀에 소금기가 있어서

땀에 염분이있어서
|네. 소금기가 있는데, 그게 나오는 이유를 더 구체적으로 쓴다면?!
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! colspan="2" |재결정의 예는 무엇이 있을까? 한가지씩만 써보자.(수업에서 설명한 거 말고.)
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!답변
!선생님코멘트
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|사탕수수 즙에서 재결정
사탕수수로 설탕 얻기

사탕수수 즙에서 순수한 설탕 결정을 얻는다.
|설탕을 얻는다.
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|여러 가지 물질이 포함되어 있는 천일염을 물에 녹였다가 식히면 결정이 석출되 어 정제된 소금 결정을 얻을 수 있다
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|원당을 정제하여 재결정 과정을 통해 설탕을 제조합니다.
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|고급마약

마약제조
|아.. 미래 마약상의 싹을 밟아버려야 하나... 칭찬을 해주어야 하나...
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|바디에 산호초가 자라는게 재결정 관련이었던거 같은데... 확실한지는 몰겠습니다
|산호초는 생명 아닌가;;?
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|복싱 핸드랩을 매고 운동을 하면 땀에 축축하게 졌어있다 그걸 그냥 말리기만 하면 단단해 지면서 하얀색 가루가 내 방에서 판을 친다
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|꽃잎의 색소를 분리할 수 있다
|참신하네요. 근데, 재결정이 맞나;;? 조사해오면 세특.
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|주스를 얼리면 주스 위에 가장 단 부분이 생긴다. 온도가 천천히 낮아지지는 않았지만 녹아있던 물질이 모이면서 생긴 현상이다.
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|소금물을 증발접시에 올린다면 소금만 남을것이다
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|아스피린을 정제할때
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|락캔디
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|운동선수의 도핑테스트
|왜 미래의 답을 미리 쓴거냐;
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! colspan="2" |처음 사올 땐 액체로만 채워져 있던 포도즙 팩을 냉장고에 넣어두면 요상한 가루가 생긴다. 갑자기 왜 생기는 걸까?
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!답변
!선생님코멘트
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|재결정 때문에
|성의가 없군.
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|포도즙에 있는 고체 물질이 재결정하여 생기기 때문에
|굳.
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|포도즙에 녹아있던 물질이 용해도가 작아져서 생긴다

온도가 낮아져서 액체의 용해도가 낮아져 불포화 용액이었던 포도즙에서 고체가 석출되는 것이다.

포도즙을 냉장고에 넣어두면 포도즙에 녹아있던 물질이 용해도가 낮아져 석출되기 때문이다

시간이 지나면서(온도가 낮아지며) 포도즙에 포함된 액체류 물질들이 용해도가 작아져 석출되기 때문일수도?
|오, 근원에 근접한 답이네요.
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|이러한 가루를 주석산 이라고 한다 주석산은 포도와 포도주에 존재하는 주요 ‘산’의 종류로 주로 포도주의 산도를 높여주며 포도에 많이 들어있다.
|TMI인데 재미있네.
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|}
=각주=
<references />