[화학실험]과학자 및 교과서 밖의 화학실험

소개

과학자 및 교과서 밖의 화학실험

목차

☀ 라부아지에(Lavoisier, Antoine Laurent 1743-1794)
▶ 라부아지에에 관한 에피소드

☀ 화학에 관한 실험 <숯으로 전지 만들기>
▶ 준비물
▶ 실험 방법
▶ 실험의 원리
▶ 유의점

☀ 화학에 관한 실험 < 드라이아이스로 로켓 만들기 >
▶ 준비물
▶ 실험 방법
▶ 실험의 원리
▶ 유의점

본문내용

▶ 실험의 원리
전지는 알루미늄 포일이 (-)극, 숯이 (+)극으로 작용하는 일종의 화학전지다. 먼저 알루미늄이 이온으로 되면서 전자를 방출한다. 즉 알루미늄이 이온으로 되면서 소금물에 녹아 들어가게 되는데, 숯 전지를 여러 시간 사용한 다음, 숯에 감겨있는 알루미늄 포일을 벗겨보면 너덜너덜하게 돼 있는 것을 확인할 수 있다. 또한 벗긴 알루미늄 포일을 빛에 잘 비추어보면 무수히 뚫려있는 아주 작은 구멍을 찾을 수 있다.
알루미늄이 양이온이 되면서 생긴 전자는 도선을 통해 (+)극인 숯으로 이동한다. 전류가 흐르는 것이다. (+)극인 숯에서는 소금물에 젖은 화장지로 인해 물이 이온화돼 발생한 수소이온과 결합한다.
→ 각 전극 표면에 발생되는 반응
음극 : Al -> Al3+ + 3e- 전자가 발생하는 산화반응
양극 : 2H+ + 2e- -> H2 (gas) 전자가 소모되는 환원반응
위의 반응에서 음극에서 발생되는 전자가 외부도선으로 양극으로 이동되면서 전류가 양극에서 음극으로 흐르게 된다.


▶ 유의점
① 소금물은 농도가 진할수록 좋으므로 가능한 포화용액으로 한다.
② 숯은 재래시장이나 화분가게에 가면 구할 수 있다. 긴 것일수록 높은 전압을 얻을 수 있다. 숯은 고온으로 태워 전기저항이 매우 작기 때문에, 산소흡착제나 전기를 모으는 역할을 한다.
③ 왕겨탄 또는 화학탄이라고 불리는, 고기집에서 주로 이용하는 구멍 뚫려 있는 숯을 이용해도 된다. 이 경우는 0.5-0.6V 정도의 전압을 나타내지만 소금물에 젖으면 쉽게 부서지므로 사용하기 불편하다.
④ 숯과 알루미늄 포일이 직접 접촉하지 않도록 해야 한다.
※ 소금물을 쓰는 이유? 물은 이온을 전도하는 성질이 거의 없다. 위의 식을 보면 음극에서 녹은 Al이온이 있고 양극으로 공급되어야 할 수소 이온이 있는데 녹은 Al이온이 음극 표면에서 빨리 퍼져 나오지 못하거나 공급되어야 할 수소 이온이 빨리 공급되지 못하면 우리가 느끼기에는 전지가 죽은 상태로 느껴지게 된다. 그래서 Na+ Cl- 두 가지 이온으로 쉽게 해리되는 소금을 물에 집어 넣어서 이온의 전도성을 향상시킨다. 일반적으로 녹이는 농도에 따른 이온의 전도도는 최적조건이 있지만 물을 용매로 사용할 경우 그냥 최대한 많이 녹인다고 생각하면 된다.

참고자료

· 신나는 과학을 만드는 사람들, http://tes.or.kr/tes/index.php
· 과학 실험목록
· 네이버 지식검색
· 재미있는 과학실험 http://211.34.82.200/hurky/3-exper/sci-2.html
· 과학동아 200년 8월
· http://www.chemmate.com/
· 신나는 과학을 만드는 사람들, http://tes.or.kr/tes/index.php
· http://board.cein.or.kr/board/mboard.cgi?db=pakomi.pakomi05&path=cein_or_kr2&cmd=list.2