5학년 2학기 과학 2단원

소개글

5학년 2학기 과학 2단원에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 단원의 개관

Ⅱ. 단원의 학습 계열

Ⅲ 단원의 학습목표

Ⅳ. 단원의 지도 계획

Ⅴ. 차시별 학습 목표 빛 학습 개요

Ⅵ. 실험안내

☆ 읽을거리 ☆

본문내용

학생들이 준비하기에 편리하고 쉬울 것이다.
② ‘물’ 사용 :　양배추 지시약을 만들면서 우리가 배웠던 내용에 대해 이야기 하게 되었　　　　는데, 식물로 만든 지시약을 사용했을 때 잘못 이해했던 경험이 있었던 것을 생각하게 　　　되었다. 그것은 장미나 양배추 즙으로 만든 지시약을 사용할 경우, 본래의 고유한 색이 　　　있기 때문에 용액의 색이 변하는데 영향을 미친다는 것이다. 학생들이 본 차시 실험을 　　　하면서 위와 같은 오개념을 충분히 가질 수 있다고 생각한다. 그래서 무색인 물에도 지　　　　시약을 떨어뜨려 색의 변화를 비교해 볼 수 있도록 한다면, 지시약으로 산성과 염기성 　　　용액을 구분하고 이해하는데 더 도움이 될 수 있을 것이다. 즉, 중성 용액에 대한 언급　　　　은 하지 않았으나, 학생들이 산성이나 염기성 용액으로 분류할 수 없는 물질이 있을 경　　　　우에는 간단하게 중성용액에 대해 언급할 수도 있다.
　③ 시험관 위치　:　식물로 만든 지시약을 용액에 떨어뜨릴 때, 산성은 산성끼리 염기성　　　　은 염기성끼리 시험관을 놓는 것이 더 효과적이라고 생각한다. 이미 1~2차시를 통해서 　　　용액의 ph에 따라 색의 변화가 다르다는 것을 배웠고, 매우 사소한 부분일 수 있지만 　　　학생들이 색의 변화를 더 뚜렷하게 관찰하는데 도움이 될 수 있는 것 같다.
　④ 시험관마다 헷갈리지 않도록 용액의 이름을 써서 붙여 놓도록 한다. 그리고 용액의 양은 똑같이 할 필요는 없으나 어느 정도 비슷한 양을 준비하도록 한다.
4. 모의 실험
1) 양배추 지시약
2) 장미꽃 지시약
5. 관련 이론 - 산 염기 지시약
1) 양배추 지시약에 관한 이론 : 색깔이 변하는 이유는 양배추 잎 세포가 열에 의해 죽게 됨에 따라 세포내의 안토시아닌 색소가 세포 밖으로 빠져 나오기 때문이다.
(1) 발견배경
1663년 보일은 자연의 여러 가지 식물이 산에 의해 색이 변하는 성질을 발견하였다. 양배추지시약 역시 산 염기에 의해 색이 변하는 많은 식물 중에 하나였다. 양배추지시약은 pH에 따라 여러 가지 색이 나타나고, 지시반응이 가역적이여서 학생들의 흥미를 유발하는데 도움이 된다. 식물이 지시약으로 사용될 수 있는 이유는 식물내 pH에 따라 색이 변하는 안토시아닌(anthocyanin)이라는 물질이 있기 때문이다. 양배추의 즙에도 안토시아닌이란 물질이 있어 색이 변하게 된다.
(2) 색변화 원인 - 안토시아닌(anthocyanin)
안토시아닌은 양배추 이외에도 여러 가지 자연식물의 꽃과 과일에서 발견된다. 안토시아닌이 있는 식물이면 무엇이든지 pH에 따라 색이 변하기 때문에 지시약으로 사용될 수 있다. 여러 식물들이 똑같은 안토시아닌을 가지고 있음에도 불구하고 천차만별의 서로 다른 색을 가지는 것은, 안토시아닌이 식물체 속의 다른 칼륨, 마그네슘 등의 금속 염과 여러 가지 복잡한 착물을 형성하기 때문이다. 안토시아닌이 pH에 따라 어떻게 변하는지 그 구조를 살펴보자. 아래 그림은 안토시아닌의 구조가 여러 다른 pH 조건하에서 어떻게 변하는지 전형적인 예를 보여준다.
보라색의 양배추를 즙을 내고 물로 희석시키면, 양성자의 이동이 생기면서 붉은색의 <구조Ⅰ>로 된다. 여기에 염기가 첨가되면 수소이온이 사라지면서 파란색을 띠는 <구조Ⅱ>로 바뀌게 된다. 안토시아닌이 색을 나타내는 것과 관련된 구조는 3-4개뿐이다. 그런데, 안토시아닌의 색변화는 이 3-4개의 구조가 모두 가역적이기 때문에, 색을 내거나 색이 없는 종 사이의 평형에 의해 나타난다. 복잡한 평형이 두 색깔을 가진 종 사이에 빠르게 형성된다. 또는 색이 없는 두 종 사이에 평형이 빠르게 형성되어 우리에게 색이 보이는 것이다. 이러한 모든 과정이 가역적이라서 pH를 달리 하면서 여러 가지 색을 볼 수 있게 되는 것이다. 그러나 강한 염기성을 나타낼 때까지 염기를 첨가한 다음엔 다시 산을 첨가하여도 원래의 고유한 붉은색을 보기가 어렵다. 그 이유는 3구조는 물이나 공기중의 산소에 의하여 빠르게 산화하어 갈색의 중합체로 되기 때문이다.
(3) 양배추 지시약의 변색범위
※ 참고 - 다른 천연 지시약
① 장미꽃 지시약
② 가지 지시약
2) 기타 지시약
(1) 지시약의 정의
지시약은 담겨 있는 물질의 산성도에 따라 자신의 색깔을 변화시킴으로써 그 물질이 어떤 특성(산성, 중성, 염기성)을 지니는가를 구분해주는 물질을 말하며, 침전 반응에서 침전이 완결되었는지 또, 산화환원 반응이 완결되었는지를 알리는 길잡이로써 사용되고 있다.
(2) 지시약의 특성과 작용 원리
① 지시약 자체는 약산 또는 약염기이다.
② 지시약은 종말점을 알아내기 위해 사용된다.
③ 적정하려는 용액의 pH에 따라서 전혀 다른 색깔을 띠어야 한다.
④ 극히 소량을 첨가해도 적정 용액의 변색을 민감하게 감지할 수 있어야 한다.
지시약
산성액
염기성액
pH 범위
메틸레드
티몰블루
메틸오렌지
브롬페놀블루
콩고레드
브롬티몰블루
메틸 블루
페놀프탈레인
인디고카르민
티몰프탈레인
페놀레드
뉴트랄레드
리트머스
적
적
적
황
청자
황
청
무
청
무
황
적
적
황
황
등황
청
적
청
적갈
적
황
청
적
황
청
4.4~6.6
1.2~2.8
3.1~4.4
3.0~4.6
3.0~5.2
6.0~7.6
10.5~11.0
8.0~9.8
11.6~14.0
9.3~10.5
6.8~8.4
6.8~8.0
5.0~8.0
(3) 주요 산-염기 지시약
※만능지시약 : 넓은 pH 범위에 걸쳐 개개의 pH 에 따라 다른 색깔을 나타내는 산 염기 지시약을 말한다. 여러 종의 단일 산 염기 지시약 용액을 적당한 비율로 혼합해서 만든다. 약간의 pH 의 차이에 의해서는 단일 지시약인 만큼 예민하게 변하지는 않지만 변색하는 pH의 범위가 넓기 때문에 이 지시약으로도 대략적인 pH를 간편하게 알 수 있는 이점이 있다.
☆ 읽을거리 ☆
< 지시약의 발견 >
과학사를 살펴보면 과학적인 사실들이 우연히 발견되는 경우가 많은데, 지시약의 경우도 마찬가지다. 지시약을 처음 발견한 사람은 일정한 온도에서 기체의 부피와 압력과의 관계를 나타낸‘보일의 법칙’으로 유명한 영국의 과학자 보일(Robert Boyle, 1627~1691)이다.

키워드

초등학교 과학,   5학년 2학기,   용액의 성질,   산염기