[공학기술]화학이랑 놀자- 실험비디오 보고서

소개글

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목차

실험1 수소 풍선의 폭발/3

실험2 인공안개 만들기/3

실험3 드라이아이스 이용한 실험/4

실험4 암모니아 분수/4

실험5 양배추 지시약/5

실험6 금속의 반응성-은나무만들기/6

실험7 산화구리의 순환/7

실험8 깡통이 저절로 찌그러진다./7

실험9 액체질소/7

실험10 결정탑만들기/8

실험11 중합체Ⅰ/8

실험12 중합체Ⅱ/9

실험13 중합체Ⅲ/9

실험14 화학발광/10

실험15 은거울반응/11

실험16 시계반응/11

실험17 화학진동반응/12



참고문헌/12

본문내용

화학발광현상은 개똥벌레 몸 안에서도 발견할 수 있다.
※개똥벌레 빛의 정체: 우리가 매일 사용하는 전기는 빛을 낼 때에 열을 내지만, 개똥벌레는 만져 봐도 그렇게 뜨겁지 않다. 그 이유는 개똥벌레는 전기로 빛을 내고 있는 것은 아니기 때문이다. 생물발광(生物發光)이라고 해서, 특수한 세포에서의 화학 반응에 의해 빛을 내고 있는 것이다. 개똥벌레의 발광기는 꽁무니에 가까운 배 부분 쪽에 자리잡고 있는데, 여기에 발광 세포층과 반사 세포층이라고 하는 특수한 세포가 있어, 발광 세포에서 만들어진 빛이 반사 세포로 반사되어 외부로 빛을 방출한다. 그래서 그와 같이 아름답게 반짝거리는 것이다. 발광의 구조를 아주 간단히 설명하면, 발광세포 속에 있는 루시페린이라는 물질이 효소의 작용으로 산화할 때에 빛을 내는 것이다. 공기 중에서 종이를 태우는 것도 산화지만, 개똥벌레의 체내에서 일어나는 이 산화 현상은 화학 반응에 의한 에너지의 전환으로, 그 대부분이 빛에너지가 되기 때문에 냉광(冷光)이라고 해서 열을 동반하지 않은 빛이 된다. 이와 같은 발광 기관을 가진 동물은 개똥벌레 외에도 불똥꼴뚜기, 깊은 바다에서 사는 아귀 등이 있다. 또, 자신은 발광 기관을 갖지 않았지만 발광하는 박테리아가 기생해서 빛을 내는 것처럼 보이는 생물도 있다.
실험15. 은거울 반응
준비물:둥근바닥 플라스크, 수산화칼륨용액, 포도당용액, 질산은용액, 암모니아용액, 고무마개,스포이드
실험과정:
①둥근바닥 플라스크에 질산은용액과 암모니아수를 붓고, 수산화칼륨과 포도당을 넣는다. 그리고 입구를 고무마개를 막는다. (반응이 일어나려면 시약을 섞어야 한다.)
②섞이도록 흔든다.
실험결과 및 고찰:
까맣게 색깔변화가 일어나고 마치 거울처럼 자신의 얼굴이 보인다. 이것은 알데히드의 환원성을 이용하여 은이온을 환원시키고, 환원된 은은 시험관 벽이나 비커 등의 유리벽에 확산시켜 달라붙게 하여 거울을 형성시키는 반응이다. 즉 은거울반응이라고 하는것은 석출된 은이 반응용기에 달라붙어서 거울을 형성해서 은거울 반응이라고 부른다. 질산은 용액에 암모니아수를 떨어뜨리면 처음에는 AgOH의 침전이 생겼다가 계속해서 암모니아수를 가하면 물에 녹는 [Ag(NH3)2]+ 착이온이 생성되므로 침전이 사라지게 된다. 은거울 반응을 하려면 -CHO 작용기가 있어야 한다. 포름알데히드는 알데히드이므로 -CHO를 가지고 있고, 포도당은 -CHO를 가진 aldose이므로 은거울 반응을 할 수 있다. 다음은 아세트알데히드가 산화되고, 은이온이 환원되어 은거울반응이 일어나는 반응식의 예이다.
CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]+ + 2OH- →CH3COOH + 2Ag + H2O + 4NH3
실험16. 시계반응
준비물: 삼각플라스크(50ml 100ml), 피펫(5, 10, 20ml), 눈금실린더(10ml) ,온도계
초시계, 스포이트, 고무 빨게, 씻기병
KI(요오드화칼륨), (NH4)2S2O8 (과황산암모늄), Na2S2O3(티오황산나트륨). KCl(염화칼륨), (NH4)2SO4(황산암모늄), 녹말 지시약(HgCl2, 녹말)
실험과정:
①100ml 플라스크에 0.2M KI 용액 10ml 와 0.005M Na2S2O3 용액 5ml를 넣고 녹말 지시약을 다섯 방울 정도 넣는다.
②50ml 플라스크에 0.1M (NH4)2S2O8 용액 10ml를 넣는다.
③100ml 플라스크(1) 에 온도계를 꽂고, 초시계를 준비한다.
④50ml 플라스크의 용액을 100ml 플라스크에 조심스럽게 손실 없이 가능한 빨리 넣어주고, 잘 흔들어 섞어준다.
⑤용액이 다 들어간 순간부터 시간을 측정하며, 플라스크를 잘 흔들어준다.
⑥반응 용액이 청색을 나타내는 순간까지의 시간을 측정하여 기록하고, 이때의 온도를 기록한다.
※주의사항
1. 녹말 지시약은 10~15방울 정도 첨가한다.
2. 용액이 갑자기 색을 띠므로 시간을 놓치지 않도록 주지 시킨다.
3. 사용하는 용액의 가지 수가 많으므로 혼동하지 않도록 주의 시킨다.
4. 0oC 반응의 경우 반응 시작전에 충분히 열적 평형이 이루어지게 한다.
실험결과 및 고찰:
시계 반응은 마치 중화점을 찾는 반응처럼 반응 도중에 갑자기 색이 변해 그것이 마치 자명종처럼 보인다 해서 붙여진 이름이다. 이것은 여러 가지 반응들이 몇단계에 걸쳐 일어나는 원리를 이용한 것이다. 지시약을 같이 넣어두었다가 첫번째 반응에서 생성되었던 물질과 두 번째 반응에서 반응하는 물질이 모두 소모되면, 첫 번째 과정에서 생성되었던 물질이 남게 되어 그것이 지시약의 색을 갑자기 변화시킨다. 이렇게 갑자기 변하는 반응이 시계와 같다고 해서 “시계반응(Clock Reation)”이라고 한다.
실험17. 화학진동반응
마지막 실험을 살펴보면 세종류의 무색투명한 액체를 큰 비커에 넣고 섞었더니 노란색과 파란색 검정색 파란색으로 번갈아 변하며 아름다운 색변화가 일어나는 걸 볼 수 있다. 이런 화학반응을 화학진동반응이라고 한다. 즉 앞의 시계반응이 반복될 시 진동반응이라고 할 수 있다. 이런 진동반응은 50가지 정도 알려져 있다. 비디오 속의 실험은 그 중 하나다. 과산화수소, 요소산 칼륨, 황산마그네슘, 황산, 감자전분 등등 많은 화학물질들이 들어있다.
이 반응은 1973년에 두분의 고등학교선생님이 발견하였는데 이 분들 이름을따서 briggs-r
aucher반응, 즉 진동반응이라고 부른다. 이 반응이 실제로 어떻게 진행되는가를 이해하고 수학적으로 묘사할 때까지 많은 사람들이 9년이상 연구하였다. 이 반응은 과학이 얼마나 매력적인가를 보여주는 한 예일뿐 아니라 우리가 왜 과학을 연구하는가 보여주는 것이다.
*참고문헌
경상대학교화학교재편찬위원회,『일반화학실험』,녹문당, 2005.
바쌈 샤카시리,신나는과학을만드는사람들 역,『교사를 위한 신나는 화학실험』,자유아카데미, 2002.
http://whasamo.com/
http://www.chemmate.com/
http://choizza.byus.net/
http://wizard.sbs.co.kr/template/wzdtv/wzdtv_FormProgramIntro.jhtml?programId=V0000245822&menuId=4

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화학,   실험,   수소,   금속의 반응성,   중합체,   은거울반응,   화학발광,   액체질소