초등화학실험보고서

소개글

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목차

실험 1
1. 실험 목표
2. 이론적 배경
3. 실험 과정
4. 실험 결과
5. 실험결과에 대한 고찰

본문내용

통해 물을 가열하면 온도가 올라가고 끓기 시작하면 온도가 더 이상 올라가지 않고 일정하게 유지된다는 것을 알 수 있다. 그런데 상식적으로 물은 100℃에서 끓는다고 알려져 있는데 실험에서는 약 90℃에서 끓었다. 우리가 말하는 물의 끓는점이란, 1기압 하에서 순수한 물이 끓을 때의 온도를 말하며, 이때의 온도가 바로 100℃이다. 즉 물은 항상 100℃에서만 끓는 것이 아니라 대기압과 물속에 녹아 있는 물질의 영향에 의해 다른 온도에서도 끓을 수 있기 때문에 실험에서 90℃에서 끓게 된 것이다.
또한 가열시킨 후 물의 높이는 50㎖에서 25㎖로 대략 반절 가량 줄어들었는데 물이 수증기가 되면서 공기 중으로 이동하여 물이 줄어든 것이고, 그와 동시에 물이 수증기가 될 때 부피는 증가하게 되는 것이다. 그런데 물의 높이만 봤을 때는 부피가 줄어들었다고 생각하기가 쉬울 것이므로 책에 나온 실험처럼 물이 수증기가 될 때 부피가 증가함을 알 수 있도록 비닐봉지를 씌워 실험하는 식으로 해야 아이들이 확실히 이해할 수 있을 것이다. 실생활에서의 예로 랩을 씌우고 전자레인지에서 데우면 부푸는 현상을 들면 부피 증가를 더욱 잘 이해할 것이다.
냉각 실험에서는 물의 온도가 계속 내려가다 약 0℃에서 일정하게 유지되다가 온도가 마이너스로 계속 내려갔는데 이는 비커 속에 든 소금을 넣은 얼음 조각의 온도와 같아지면 더 이상 온도가 내려가지 않기 때문이다. 물을 냉각시켜 얼음으로 만들기 위해서는 0℃보다 더 낮은 온도로 물을 냉각시켜야 하는데 이때 냉각제로 소금을 넣어주면 온도를 -21℃까지 낮출 수 있다. 따라서 시험관 속의 물의 온도가 0℃까지 내려가서 일정하게 유지되다가 마이너스로 계속 내려가게 된 것이다.
이와 같이 물을 가열하거나 냉각시킬 때의 상태 변화는 일상생활에서 흔히 경험할 수 있는 현상이지만, 학생들이 상태 변화의 개념을 습득하기는 어려울 것이다. 따라서 이 단원을 지도할 때는 현상을 직접 관찰함으로써 개념을 이해할 수 있도록 하는 것이 좋을 것이다. 상태 변화가 일어날 때 계속적으로 가열하거나 냉각시켜도 온도는 변하지 않고 일정하게 유지된다는 것을 실험 과정을 통해 학생들이 관찰할 수 있도록 안내하는 것이 필요할 것이다.
2009년 10월 6일
5학년 1학기
2. 용해와 용액
1. 실험 제목 : 물에 녹는 물질과 아세톤에 녹는 물질
2. 실험 목표 : 물과 아세톤에 용해되는 물질과 용해되지 않는 물질을 구별해 낼 수 있다.
2. 이론적 배경
1) 용해
어떤 물질이 녹으려면 용질과 용매 입자 사이에 작용하는 인력이 용질 입자들 사이나 용매 입자들 사이에 작용하는 인력보다 커야 한다. NaCl과 설탕은 물에 잘 녹지만 아세톤에는 녹지 않는다. 이것은 용질의 입자와 아세톤 사이의 인력보다 NaCl, 입자 간의 인력이 더 크기 때문이다. 그러나 나프탈렌의 경우, 나프탈렌과 아세톤 사이의 인력은 나프탈렌 분자 상호간의 인력보다 크기 때문에 서로 쉽게 섞여 잘 녹는다. 일반적으로 이온 결정은 물과 같은 극성 용매에는 잘 녹지만, 벤젠과 같은 무극성 용매 혹은 아세톤과 같이 극성이 작은 용매에는 잘 목지 않는다.. 한편, 액체 용매에 액체 용질이 녹아 용액을 이루는 경우, 서로 비슷한 구조를 가진 것끼리는 잘 섞인다.
2) 용액
용액이란 말은 흔히 용매가 액체 상태를 말할 때 사용되나, 엄밀한 의미에서의 용액은 두 가지 이상의 순수한 물질이 균일하게 섞여 있는 균일 혼합물을 나타낸다. 이때, 두 가지 이상의 순수한 물질의 상태는 고체, 액체, 기체일 수 있으며, 서로 섞였을 때의 상태가 고체, 액체, 기체일 수도 있다. 액체 물질과 고체 물질이 혼합된 용액에서는 액체 물질을 용매라고 하며, 고체 물질을 용질이라고 한다. 액체와 액체 또는 기체와 기체가 균일하게 섞인 용액에서는 일반적으로 양이 많은 쪽을 용매, 양이 적은 쪽을 용질로 한다.
3. 실험 과정
준비물
실험 도구 : 시험관 18개, 시험관대, 유리막대, 스포이드
용매 : 물, 아세톤
용질 : 에탄올, 설탕, 나프탈렌, 탄산칼슘, 시트르산, 가루비누, 글리세린, 올리브유, 물감
실험 과정
① 9가지의 용질을 스포이드를 사용하여 두 개의 시험관마다 소량씩 넣는다.
② 시험관대에 18개의 시험관을 끼워 놓는다.
③ 용질이 담긴 시험관에 물과 아세톤을 각각 넣어서 유리막대로 저어주며 변화를 관찰한다.
에탄올
설탕
나프탈렌
탄산칼슘
시트르산
가루비누
글리세린
에탄올
설탕
나프탈렌
탄산칼슘
시트르산
가루비누
글리세린
물감
물감
올리브유
올리브유
4. 실험 결과
용질
에탄올
시트르산
가루비누
글리세린
설탕
수성물감
나프탈렌
올리브유
탄산칼슘
용매
물
○
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×
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아세톤
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6. 결과에 대한 고찰
이 실험은 ‘수채화 물감은 물에 녹는데 유화 물감은 물에 녹지 않는데 왜 그럴까?’와 같은 구체적인 사례를 통하여 동기를 유발하고 ‘어떤 물질은 물에 녹고 어떤 물질은 물에 녹지 않는데 무엇 때문일까?’ 라는 의문으로 시작할 수 있을 것이다.
물은 극성용매이고 아세톤은 비극성 용매인데 극성인 물질은 물에 녹고 비극성 물질은 아세톤에 녹는다. 따라서 실험을 통해 가루비누와 글리세린, 설탕, 수성물감이 물에 녹는다는 것을 보았으므로 네 가지 용질은 극성 물질임을 알 수 있다. 반대로 나프탈렌과 올리브유는 물에 녹지 않고 아세톤에 녹은 결과 비극성 물질임을 알 수 있다. 그리고 에탄올과 시트르산은 물과 아세톤에 모두 녹았는데 두 물질은 극성과 비극성을 모두 띄고 있기 때문이고 탄산칼슘은 이온결합이 강하여 물이나 아세톤에 모두 녹지 않는다.
이를 통해 물질의 성질에 따라 그것을 녹이는 용매도 다르다는 것을 알 수 있다. 그런데 여기에서 그치는 것이 아니라 이를 실생활에서 활용할 수 있도록 연결시켜야 할 것이다. 예를 들어 옷에 유화 물감이 묻었을 때 유성물감은 아세톤에 용해되므로 물이 아닌 아세톤으로 지워야 효과적이라는 사실을 들 수 있을 것이다. 실생활과의 연결을 통해 이 실험이 단순히 시험을 보기 위한 것이 아니라 실생활에서 유익함을 깨달아 아이들에게 더 유의미하게 남을 것이다.

키워드

실험,   초등,   화학,   용해,   용액