생활속의 화학/ 실험보고서

목차

원리,
준비물,
탐구활동,
실험과정,
탐구문제

본문내용

손난로는 겨울철에 야외에서 활동해야 할 경우 차가워진 손을 간단하게 따뜻하게 해 주는 주머니 속의 친구이다. 전기나 연료를 사용하는 종류를 제외하면 손난로는 두 가지로 나눌 수 있다. 재사용을 할 수 있는 똑딱이 손난로와 한 번 사용하고 버리지만 따뜻함이 좀 더 오래 지속되는 흔들이 손난로가 그것이다.
이 활동에서는 과포화용액의 불안정한 상태와 그 용액에 자극을 주면 일어나는 발열반응을 이용한 똑딱이 손난로를 만들어 본다. 간단한 재료를 가지고 몇 가지 과정만 거쳐 겨울 내내 휴대하며 시린 손을 녹여 줄 손난로를 직접 만들어 보도록 하자. 이 활동 과정에서는 똑딱이 손난로의 원리에 대해 조사하고 흔드는 손난로의 원리와 비교해 보며, 발열반응과 과포화용액에 대해서 알아보자. 또, 실생활에 유용하게 쓰이는 물건을 직접 만들면서 화학 반응이 우리 생활 속에 어떻게 녹아 있는지 생각해 보도록 한다.


★ 원리

1. 똑딱이 손난로의 원리

똑딱이 손난로 안에는 겔 상태의 투명한 물질과 똑딱이가 들어 있다. 똑딱이를 꺾으면 주위에 하얀 결정이 생성되기 시작하면서 손난로가 뜨거워진다. 흔드는 손난로는 한 번 열이 발생하고 나면 재활용할 수 없지만, 똑딱이 손난로는 열이 식은 후에 봉지를 끓는 물에 넣어 데우면 다음에 다시 쓸 수 있다.
겔 상태의 물질은 아세트산나트륨 과포화 용액이다. 높은 온도에서 아세트산나트륨을 중탕하여 녹인 후 천천히 식혀서 만든다. 이 때 아세트산나트륨은 투명한 겔 상태가 된다. 이런 과포화 용액은 매우 불안정해서 작은 충격에도 쉽게 과포화 상태가 깨지면서 결정이 만들어진다. 액체에서 고체로 바뀌므로 발열반응이다. 똑딱이를 꺾을 때 발생하는 에너지가 주위의 아세트산나트륨에 전달되어 이들의 불안정한 상태가 깨지면서 결정이 만들어지기 시작해서 연쇄적으로 고체화가 일어나고 용액 전체가 즉시 고체로 바뀐다. 열은 이 때 방출된다. 모든 아세트산나트륨이 용액에서 고체화된 후에는 열이 서서히 식고 고체 아세트산나트륨 덩어리가 남는다. 아세트산나트륨 결정을 다시 용액으로 만들려면 뜨거운 물에 봉지를 넣으면 된다. 이런 식으로 똑딱이 손난로를 재사용할 수 있다.

참고 자료

없음