불꽃반응 실험 준비물 - bulkkochban-eung silheom junbimul

<불꽃 반응 실험>

20222 손효주

불꽃 반응 실험.docx

실험 주제&목적:불꽃 반응 실험을 통해 물질 속에 포함된 금속 원소의 종류를 알아보고 각각의 금속원소가 어떻게 불꽃 반응을 일으키는지 확인한다.

(불꽃반응- 일부 금속 원소나 일부 금속 원소를 포함하는 물질을 겉불꽃에 넣었을 때 특정한 불꽃 색을 나타내는 현상)

탐구 동기:수업시간에 공부한 금속원소의 불꽃반응을 직접 실험하여 알아 보기 위해 실험을 하게 되었다.

준비물: 증류수, 1%염산(HCL), 토치 램프, 뷰테인가스, 시료(질산스트론튬, 염화나트륨, 염화칼륨, 질산구리, 질산칼륨, 염화스트론튬, 탄산바륨, 질산나트륨, 염화바륨, 염화제2구리), 니크롬선막대10개, 비커2개, 분광기

(사진1)

니크롬선 막대: 시료를 뭍히고 가열하는데에 쓰임

분광기: 물질이 흡수하거나 방출하는 빛의 스펙트럼을 측정하는 장치

시료:실험, 검사, 분석 따위에 쓰는 물질이나 생물 - 불꽃반응이 각각 달라 실험의 주 재료로 쓰임

비커:액체를 붓는 입이 달린 원통 모양의 화학 실험용 유리 그릇

토치: 불을 켜는데 도움을 주는 램프

부탄가스:부탄과 부틸렌의 혼합 가스. 압축하면 쉽게 액화한다. 가스라이터 따위에 쓰임

실험 방법:

1) 준비물들을 다 준비한 뒤, 2개의 비커 각각에 1%염산과 증류수(물을 가열할 때 발생하는 수증기를 냉각하여 얻은 순수한 물)를 넣는다.

2) 부탄 가스와 토치 램프를 손으로 돌려 고정시키고 잘 고정되었는지 다시 한번 안전을 위해 확인한다. (토치 램프를 켤 때 손이 데이지 않도록 주의 해야 한다)

3) 니크롬선 막대를 염산에 넣어 깨끗이 씻은 후 증류수에 헹군다. 묽은 염산에 넣어 씻는 이유는 니크롬선에 묻는 불순물을 제거하기 위해서이다. 만약 불순물을 제거하지 않았다면 니크롬선 막대를 가열했을 때 다른 금속원자의 색이 나올 수 있다.

4) 니크롬선 막대를 토치의 겉불꽃에 넣고 다른 색깔이 나타나지 않을 때까지 가열한다. (겉불꽃에 넣는 이유는 겉불꽃은 속 불꽃보다 온도가 높고, 색깔이 거의 없어서 불꽃 색을 관찰하기 쉽기 때문이다.)

5) 니크롬선 막대에 준비한 시료를 뭍혀 토치의 겉불꽃에 넣고 색깔을 관찰하고 기록한다. (불꽃반응을 확인한다)

6) 각각의 시료들의 불꽃반응을 다 실험한 뒤 토치 램프의 스위치를 끄고, 니크롬선막대를 1%의 염산에 넣어 씻은 후 증류수에 헹군다.

(사진2)

실험결과:

1) 염화 제2구리: 청록색

2) 질산 구리: 청록색 불꽃

3) 염화 나트륨: 노란색 불꽃

4) 질산 나트륨: 노란색 불꽃

5) 염화 칼륨: 보라색 불꽃

6) 질산 칼륨: 보라색 불꽃

7) 염화 스트론튬: 진한 빨간색 불꽃

8) 질산 스트론튬: 진한 빨간색 불꽃

9) 탄산 바륨: 황록색 불꽃

10) 염화 바륨: 황록색 불꽃

(표1)

**표는 제가 직접 만들었는데 컴퓨터 오류상 문서로 만든것을 사진으로 다시 저장해서 올렸기 때문에 글씨가 흐릿한거에요;**

알게 된 점:

실험 결과를 자세히 보면, 염화 제2구리와 질산구리, 염화 나트륨과 질산 나트륨, 염화 칼륨과 질산 칼륨, 염화 스트론튬과 질산 스트론튬, 그리고 탄산 바륨과 염화 바륨이 각각 같은 불꽃 색을 나타내고 있다는 것을 알 수 있다. 이 금속 원소들의 공통점은 이들 모두 구리, 나트륨, 칼륨, 스트론튬, 바륨을 포함하고 있다는 것이다.

따라서 물질의 불꽃 반응을 통해서 불질에 포함되어 있는 금속 원소의 종류를 알 수 있다. 또한 원소마다 전자 배치가 달라서 떨어질 때의 파장이 달라지기 때문에 불꽃 색이 달라진다.

더 알아보고 싶은 점:

1) 위에서 실험한 금속 외에 다른 금속들의 불꽃반응은 어떠한지 알아보고 싶다.

2) 실험하는 동안 스트론튬의 불꽃 색이 정확하게 나타나지 않아 염화 나트륨과 질산 나트륨의 불꽃 색과 거의 비슷한 주황색을 띄었다. 이러한 상황에서는 어떻게 이들을 구분할까?

3) 선 스펙트럼을 알아보는 실험은 시간상의 이유와 태양빛과 백열등 때문에 실험하지 못하였는데 기회가 된다면 선 스펙트럼 실험도 해보고 싶다.

실험 후기&느낀 점:

불꽃 반응 실험이 1학기 때 두 번째로 한 실험인데 항상 교과서로만 실험 결과를 보고 진도만 나갔었기 때문에이번 실험은 기대감이 컸었다. 사실 나는 개인적으로 수업만 하기 보다는 실험을 직접 하면서 배워가는 것을 더 추구한다. 수업으로만 실험 결과를 보는 것 보다는 실험을 직접 하는 것이 더 흥미롭기도 하다.

이 실험을 할 때 내가 조장이 되어 부탄가스를 연결시키고 불을 켰다 껐다 하는 일을 하였다. 처음엔 겁이 나고 무서웠지만 실험을 하다 보니 불을 다루는 것이 익숙해 졌다. 첫 번째로 염화 제2구리를 실험했었는데 불꽃 반응이 그렇게 화려하게 나타날 줄은 상상도 못했다. 첫 번째 실험의 결과를 보니 나중에는 다른 금속 원소들까지 빨리 실험해 보고 싶어서 실험하는 동안 결과가 어떻게 나올지 기대도 했다. 우리 조는 이름 순으로 실험을 했었는데 연속으로 똑 같은 색깔의 불꽃이 나와 처음엔 실험을 잘못하고 있나 긴가 민가 했었는데 이 실험 보고서를 쓰면서 같은 금속 원소를 포함한 것을 같은 색을 띈다는 것을 알게 되어 궁금증도 풀리고 새로운 지식들을 얻어, 이 실험을 통해 무언가를 얻었다는 기쁨에 뿌듯하기도 하다.

그리고 사실 수업시간에 선생님께서 이 실험에 대해 설명해 주셔도 잘 이해를 못했었는데 실험을 하고 보고서를 쓰고 나니 이제야 조금 이해를 할 수 있을 것 같다. 처음엔 과학이 너무 싫었고 지루하기만 했었는데 이 실험을 하고 나니 조금씩 과학이 좋아지려고 하는 것 같다.

마지막으로 이 불꽃반응 실험을 할 수 있게 해주신 과학 선생님께 감사드립니다.

사진출처:(사진1,2) 네이버블로그, 표1의 사진-교과서77쪽