1. 실험 목적
→물 속에 가라 앉았다가 다시 떠오르는 배를 만들어 보면서, 이와 연관된 몰과 몰농도, 화학식량에 대해 알아보자.
2. 준비물 : 요구르트 병, 수조, 풍선이나 비닐봉지, 고무줄, 대리석 조각, 묽은 염산, 추, 초시계
3. 실험 방법
⑴ 일단 대리석을 요구르트 병 안에 들어갈 정도로 절단한 다음, 그 질량을 측정하고, 그리고 넣을 염산(HCl)용액의 농도와 투하할 양을 알아놓는다.(농도에 대해서는 뒤의 이론을...) 그리고 적당한 무게의 추를 단다.
→실험을 해 보면 알겠지만, 요구르트 병이 쉽게 수조의 물 속으로 가라 앉지 않기 때문에 추를 다는 것이다. 물론, 추의 무게와 개수는 당연히 알아놓아야 한다.
⑵요구르트 병에 염산을 대리석 조각을 넣고, 완전히 시간 측정 등의 완전한 실험 준비가 끝나면 염산을 넣는다.
①왼쪽 그림과 같이 넣는다.
이때에는 실험 준비가 완전히 끝난 상태에서 측정만 하면 되는 상태에서 대리석을
염산에 투하한다.
②대리석과 염산과 만났을 때, 기포가 발생하면서 어떠한 기체가 발생되는 것을 볼 수 있을 것이다. 이 기체가 다 빠져 나가기 전에 얼른 ⑶단계로 넘어가야 한다.
⑶ ⑵의 상태에서 재빨리 요구르트 병에 풍선을 매달고, 공기가 새지 않도록 고무줄로 꽉 째맨다.
⑷ ⑶의 상태의 요구르트 병을 어서 물이 찬 수조에 떨어뜨린다.
⑸ 수조에 떨어뜨린 그 순간부터 시간을 재서, 몇 분 후에 요구르트 병이 다시 떠오르는지 확인한다.
⑹ 일단 떠오르는 데에 성공을 했다면, 이제부터는 정해진 시간 후에 요구르트 병이 떠오를 수 있도록, 대리석의 양(질량)과, 염산 용액의 농도와 양, 그리고 추의 무개와 개수를 잘 탐구해 본다.
→예로, 가라 앉은 후 다시 1분 후에 떠오르던지, 3분 후에 떠오르게 한다던지 하는 것이다.
4. 실험 원리
=>염산과
대리석이 만나면 어떠한 기체가 발생하는데, 이 기체가 바로 이산화탄소(_htm_eqn1.gif)
)이다.
이것을 화학 반응식으로 나타내면,
_htm_eqn2.gif)
여기서, _htm_eqn3.gif)
은 대리석의 화학식이다. 화학식에서 보듯이 염산과 대리석이 만나면 이산화탄소와
물, 그리고 염화 칼슘(_htm_eqn4.gif)
)이 생긴다. 여기서 이산화탄소는 기체로서, 풍선 안에 채워져서 풍선을 부풀게
만든다. 결국, 이 풍선의 부력의 힘에 따라서 요구르트 병은 뜨게 되는 것이다.
--->배워야 할 이론=>몰과 몰농도의 개념
=>반응 속도의 개념