신호등 실험 목적 - sinhodeung silheom mogjeog

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소개글 과학 탐구 보고서 - 신호등 반응 지시약 실험에 대한 자료입니다.

본문내용 신호등 반응 지시약 실험
01 실험 일시
02 실험 장소
과학실 III
03 실험 주제
지시약 실험을 통해 신호등 반응 관찰하기.
04 실험 준비물
인디고카민 용액, 수산화나트륨, 포도당 용액, 증류수, 플라스틱 눈금실린더
05 실험 방법
1. 작은 약병의(30ml 기준) 증류수와 인디고카민 용액을 섞어 지시약을 만든다. 1:1 비율
2. 플라스틱 눈금실린더에 수산화나트륨 5ml를 투여하고 포도당을 3ml 투여한다.
3. 의 용액에 에서 만든 지시약을 4-5방울 떨어뜨리고 뚜껑으로 밀봉한 뒤 섞는다.
4. 흔들거나, 가만히 놔두는 등의 행동을 통해 신호등 변화를 관찰한다.
06 실험 결과
변화관찰
흔들음
☞연두색
연두색에서 더 흔듬
☞진한 초록색☞다홍색
다홍색에서 더 흔들거나 가만히 두었을 때
☞노랑색
07 실험 결론
변화관찰
흔들음
☞연두색
연두색에서 더 흔듬
☞진한 초록색☞다홍색
다홍색에서 더 흔들거나 가만히 두었을 때
☞노랑색
실험결과는 위의 표와 같았고 이 신호등 반응이 일어나는 이유는 산성과 염기성을 가려내는 데 사용하는 지시약과 용액이 반응하여 산화 환원 반응을 일으키는 것이기 때문이다. 그래서 가만히 두었을 때도 산화 환원 반응으로 색깔이 변하는 것이다.
08 관련 이론
* 산화 환원 반응이란? *

#실험#산화#반응#지시약#용액#카민

<신호등반응>

실험 목표: 신호등 반응을 통해 산화 환원에 대해 알아보고 그에 관련된 이론 또한 알아본다.

                     포도당에 환원성에 대해 알아볼 수 있다.

준비물 : 삼각플라스크 또는 비커, 포도당, 수산화칼륨, 인디고카민, 전자저울, 작은병, 약숟가락 등..

실험과정ⅰ삼각플라스크에 물 250ml를 넣는다.

                 ⅱ포도당 3g과 수산화칼륨 5g을 물에 넣어 녹인다.

                 ⅲ 만든 용액을 작은 병에 옮겨담고 인디고카민 용액을 조금씩 떨어뜨린다.

                 ⅳ 색깔이 변하면 뚜껑을 닫고 놔둔다.

                 ⅴ 용액을 조금 흔들어 본다.

                 ⅵ 용액을 세게 흔들어 본다.

                 ⅶ 색이 변한 용액을 가만히 놔두고 색깔 변화를 관찰한다.

실험결과 : 만든 용액이 가만히 두었을 땐 노란색, 조금 흔들면 빨간색, 세게 흔들면 초록색으로 마치 신호등처럼 색깔이 변하였다. 또한 다시 가만히 두면 다시 빨간색을 거쳐 노란색으로 돌아오는 것을 확인 할 수 있었다. 그리고 이 반응을 몇번 반복하니 더이상 반응이 일어나지 않았다.

관련 이론 및 고찰

*산화 환원(oxidation-reduction)

 산화란 산소와의 결합, 수소의 떨어져 나감, 산화수의 증가(전자의 수가 줄어듦)의 경우를 말하며 환원은 산소와의 분리, 수소와의 결합, 산화수의 감소(전자의 수가 늘어남)의 경우를  말한다. 한 원소가 산화하면 다른 원소는 환원되기 때문에 항상 동반되어 발생한다고 볼 수 있다.

 예를 들어 철의 산화 환원 반응을 화학식으로 나타내어 보면4Fe   +   3O₂   ->    2Fe₂O₃ 인데 이때 Fe는 산화 되었고, O는 환원되었음을 알 수 있다. 또한 이때에 Fe를 환원제, O를 산화제라고 한다.

*왜 용액의 색깔이 변화할까? 

 위 그림은 인디고 카민의 분자를 구조식으로 나타낸 것인데 오른쪽은 환원된 인디고카민의 분자, 왼쪽은 산화된 인디고카민의 분자를 나타낸다. 

 위 실험에서 용액을 흔들면 병 속에 산소와 결합하여 산화되고 색깔이 녹색으로 변화한다. 그리고 가만히 두면 용액내에 포도당에 의해 환원되어 노란색으로 돌아오는 것이다. 그리고 중간에 빨간색을 띄는 것은 산화 과정에서 중간물질로 세미퀴논(산화할 때에 중간 생성물로서 얻어지는 화합물)이 형성되었기 때문이다.

*왜 반응이 여러번 반복된 후에는 더이상 반응하지 않을까?

 이것은 용액을 담은 병 속에 산소가 모두 소모되었기 때문이다. 병 속에 산소가 모두 소모되면 더이상 산화가 일어날 수 없게 된다. 그러므로 용액을 담은 병의 뚜껑을 잠깐씩 열어주면 해결 될 수 있다. 하지만, 포도당의 산화 흡수량이 많아져 포화상태가 되면 뚜껑을 열어도 더 이상 반응이 일어나지 않게 된다.

*포도당의 환원성

 포도당은 물에 녹으면 알파,베타 사슬을 가지게 되는데 이때 포도당은 환원성(다른 물질을 환원 시키려는 성질)을 가지게 된다.

참고 및 출처 : 인디고카민 구조식이미지(google), 네이버 지식사전