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다른 사람에게 알리는 글이라 하여 자신의 실수나 과오를 부끄러워 하면 안 됩니다. 억지로 감정을 꾸며 쓰
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신기하면서도 위험한 수소 백도원
''수소', 원자번호 1번으로 가장 가벼운 원소이며 불에 잘 타는 성질이 있다.' 이것이 보통 알고 있는 수소의 성질이다. 이번 토요방과후학교 과학 수업을 통해서 이런 수소의 성질들을 실험을 통해 직접 확인해 볼 수 있게 되었고, '수소'의 위험성을 다시 한 번 깨달을 수 있게 되었다. 우선, 실험을 시작하기에 앞서, 실험을 하기 위해 필요한 몇 가지 기본 지식들에 대하여 알아보았다. 먼저, 수소 기체를 확인하기 위한 방법을 알아보았다. 수소 기체를 확인하기 위한 방법에는 크게 두 가지가 있는데, 첫 번째는 바로 수소 기체는 가볍기 때문에 수소를 넣은 풍선을 공기 중에 놓아 두면 풍선이 위로 계속해서 올라간다는 것이다. 그러나, 이러한 성질은 수소 외에도 헬륨 등 공기보다 가벼운 기체들에 대해서는 동일하게 적용되는 성질이므로 어떤 기체가 수소 기체임을 확실하게 알기 위해서는 하나의 성질을 더 확인해 보아야 한다고 하셨다. 그 성질이 바로 '불에 잘 탄다'는 성질이다. 수소는 불에 잘 타기 때문에, 불과 만나면 '펑' 또는 '픽' 소리를 내며 탄다는 성질이 있다고 한다. 이제는, 수소 기체를 어떻게 하면 만들어낼 수 있을지에 대하여 알아보았다. 수소 기체를 발생시키기 위해서는 어떤 두 물질을 반응시켜야 하는데, 그 두 물질은 바로 묽은 염산과 금속이다. 금속이 묽은 염산과 반응을 하면 수소 기체를 발생시킨다고 한다. 이 사실을 이번 실험에서도 활용하였는데, 이번 실험에서는 금속 중에서도 '아연'을 사용하여 실험을 하였다.
지금까지 알아본 기본 지식들을 바탕으로 하여 본격적으로 실험을 하기 시작하였다. 우선 실험을 하기에 앞서 실험에 필요한 준비물들을 찾아 준비하였다. 실험 준비물들을 정리해 보면, 비커, 삼각 플라스크, 스포이트, 라이터, 묽은 염산, 아연 조각, 아연 알갱이, 시험관, 시험관대, 장갑 등이 있다. 이제 본격적으로 실험을 시작하였다. 크게 두 가지 수소와 관련된 실험을 하였는데, 각 실험은 수소 기체를 확인하기 위한 방법과 관련된 것으로 한 가지 실험은 수소 기체가 가볍다는 사실을 확인하기 위한 실험이고, 다른 한 가지 실험은 수소 기체가 불에 잘 탄다는 성질을 확인하기 위한 실험이었다. 우선, 수소 기체가 가볍다는 사실을 확인하기 위한 실험을 하기 위한 준비를 하였다. 삼각플라스크를 준비하고 아연 조각 6개를 잘라, 접어 삼각 플라스크에 넣은 후, 아연 알갱이도 삼각 플라스크에 넣는다. 이제, 묽은 염산을 넣으면 수소 기체가 발생되게 되는데, 우선 여기까지만 준비를 해 놓고 수소가 불에 잘 탄다는 성질을 확인하기 위한 실험을 먼저 진행하였다.
수소가 불에 잘 탄다는 성질을 확인하기 위한 실험의 경우, 확인하는 수소의 성질이 다를 뿐, 수소 기체를 발생시키는 방법은 수소 기체가 가볍다는 성질을 확인하기 위한 실험에서 사용한 방법과 동일하였다. 우선, 시험관에 아연 조각을 잘라, 접어 넣은 후 묽은 염산을 넣어 반응을 시킨다. 그리고, 시험관 위쪽을 손으로 막은 후, 어느 정도 수소 기체가 시험관 속에 모이면 손을 떼고 시험관 위쪽에 라이터를 대어 본다. 그러면, 라이터가 '픽' 소리를 내며 갑자기 불꽃이 커졌다가 다시 라이터를 원래 자리로 옮겨 놓으면 다시 불꽃이 작아졌다. 수소가 불에 잘 탄다는 성질을 정말 확실하게 확인할 수 있는 실험이었다. 뿐만 아니라, 반응이 일어날 때 시험관이 갑자기 뜨거워지기 시작했는데, 이를 통하여 수소 기체 발생 반응이 발열 반응이라는 사실도 알 수 있었다. 이제, 이어서, 수소 기체가 가볍다는 사실을 확인하기 위한 실험을 이어서 진행하였다. 우선, 아연 조각/알갱이들이 담긴 삼각 플라스크에 묽은 염산을 넣어 수소 기체를 발생시킨 후, 풍선을 삼각 플라스크의 뚜껑에 씌운다. 그리고, 시간이 지나면 풍선이 점점 커진다. 풍선이 어느 정도 크기까지 커졌으면 풍선을 삼각 플라스크로부터 분리하여 묶고, 풍선의 끝에 실을 매달아 공기 중에 놓아 두어 본다. 그러면 풍선이 천장까지 올라간다. 이를 통하여 수소 기체가 가볍다는 사실을 확인할 수 있었다.
다음으로는, 수소 기체가 가볍다는 사실을 확인하기 위한 실험에서 만든 수소 풍선을 이용하여 또 다른 실험을 하였다. 이 실험은, 수소 풍선에 실을 매달아 그 실에 불을 붙인 후, 불이 실을 통해 수소 풍선까지 전달되면서 수소 풍선이 터지는 것을 확인하는 실험이었다. 이 실험의 경우 불이 한 번만에 수소 풍선까지 전달되지는 않았지만, 불이 수소 풍선까지 전달되어 풍선이 터질 때, 정말 큰 소리와 밝은 빛을 내면서 터졌다. 이 실험을 통하여 수소 기체가 불에 잘 타는 성질이 있다는 사실을 정말 명확하게 확인할 수 있었으며, 수소 기체가 위험하다는 사실을 다시 한 번 깨달을 수 있었다. 또, 이 실험에서 실을 종이로 바꾸어 실험을 하였을 때에는 실험에 대한 시행착오를 많이 줄일 수 있었고, 불이 한 번만에 풍선까지 전달되어 한 번만에 실험을 성공적으로 마칠 수 있었다.
이번 시간의 실험을 통하여 수소 기체의 성질에 대해서 정말 확실하게 알 수 있었다. 이번 시간에 다양한 실험을 통하여 수소 기체의 성질에 대해 알아보아 앞으로 정말 '수소'에 대한 성질만큼은 잊어버리지 않을 것 같다는 생각이 들었다. 특히, 마지막 실험을 통하여 수소 기체가 불에 잘 탄다는 성질을 확실하게 알게 되었으며, 수소 기체의 위험성을 깨닫고, 앞으로 실험을 할 때에도 항상 실험 기구/약품을 조심스럽게 다루며 안전하게 실험을 진행할 수 있도록 해야겠다는 생각이 들었다. 이번 수업은 위험하면서도 신기한 '수소'에 대해 정말 확실하게 알 수 있게 해 준 수업이었다.
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