CNI(화학동아리)

실험 목적 - 금속 원소에 따른 불꽃 반응색을 알아보자.

준비물 -  염화 구리, 염화 칼륨, 염화 나트륨, 염화 스트론튬, 질산 구리, 질산 칼륨, 질산 나트륨, 질산 스트론튬, 묽은 염산, 증류수, 니크롬선, 알코올 램프

실험 과정 -
1. 니크롬선에 남아있는 불순물을 제거하기 위하여 묽은 염산에 넣어 깨끗이 씻은 후 증류수로 헹군다
2. 니크롬선에 준비된 시료를 묻힌 뒤 알코올 램프의 겉불꽃에 넣는다.
3. 불꽃의 색깔을 확인한다.

실험 결과 - 각종 금속 원소의 종류에 따라 불꽃 색깔이 달라진다.

리튬(Li) - 빨간색

나트륨(Na) - 노란색

칼륨(K) - 보라색

구리(Cu) - 청록색

칼슘(Ca) - 주황색

스트론튬(Sr) - 빨간색

실험 원리 -
 원소 불꽃 반응은 원자마다 에너지 준위가 각기 다르기 때문에 방출 스펙트럼이 서로 달라 다른 색의 빛을 내는 현상이다. 원자가 가진 전자는 겉불꽃에 의해 공급되는 에너지를 흡수할 수 있고, 흡수한 에너지는 얼마 지나지 않아 다시 방출되는데 이 때 방출되는 에너지는 빛의 형태로 나타난다. 그런데 원소의 종류에 따라 방출되는 에너지의 크기가 다르고, 에너지의 크기에 따라 빛은 다양한 색깔을 나타내게 된다. 즉, 불꽃 반응은 원소의 종류에 따라 흡수했다가 방출하는 에너지의 양이 다르기 때문에 나타나는 현상으로 원소의 종류를 확인할 수 있다.

알칼리 금속의 반응성

실험 목적 -
알칼리 금속을 이용해 알칼리 금속의 성질을 알아본다.

준비물 - 
페놀프탈레인 용액, 물, 수조관, 나트륨, 칼, 라텍스 장갑

실험 과정 -
1. 비커에 약간의 물을 넣고 페놀프탈레인 용액을 약간 넣는다.
2. 나트륨 작은 조각을 물 속에 넣어 본다.
3. 발생하는 기체가 무엇인지 알아보고 불은 왜 붙는지 탐구해본다.

실험 결과 -
나트륨이 물과 격렬히 반응하여 수소기체를 방출하고 , 나트륨 조각이 클 경우에 폭발하기도 한다.

실험 원리 -
알칼리 금속의 최외각 전자(원자가 전자)의 개수는 1개이다. 수소와 헬륨을 제외한 원소들은 최외각 전자의 개수가 8개일 때 안정하다(옥텟 규칙). 따라서 안정해지기 위해서는 외부로부터 전자를 받아오거나 내주어야 하는데, 알칼리 금속의 경우 7개의 전자를 받아오는 것보다 1개의 전자를 잃어버려 완전히 채워진 안쪽의 전자껍질을 노출시키는 것이 더 유리하다. 따라서 알칼리 금속은 쉽게 전자를 잃고 산화되어 +1가 양이온이 된다.

M ->M(+) + e(-) =(M= Li, Na, K, Rb, Cs)