CNI(화학동아리)

    실험 목적 : 전구모형의 병을 이용하여, 예쁜 화학 정원을 만들어보고 금속염과 삼투압에 대해 알아보기

실험 준비물 : 전구모형 병, 자갈, 염화구리, 염화코발트, 질산니켈, 염화철, 나무막대, 물유리, LED

실험 과정 : 1. 물유리가 들어있는 병의 뚜껑(계량컵)을 이용하여 전구모형의 병에 물유리 20ml를 넣어주세요.

？2.물유리가 든 전구모형의 병에 따뜻한 물 60ml정도를 천천히 부어주세요.

3. 전구모형 병의 뚜껑을 닫고, 물유리와 따뜻한 물이 잘 섞일 수 있도록 흔들어 주세요.

4. 자갈을 깨끗하게 씻은 다음, 전구모형의 병에 적당량(약 50g정도) 넣어주세요

5. 완성된 물유리 용액에 나무막대를 이용하여 4가지 약품을 조금씩 덜어서 병에 넣어주세요.

6. LED를 전구모형 병의 입구에 거꾸로 올린 다음, 스위치를 켜고 뚜껑을 닫아주세요.

7. 병속에 들어간 금속염들의 색깔과 모양이 어떻게 변하는지 관찰해 보세요

실험 결과 : 물유리 용액에 금속염을 넣으면 하단에 해초모양의 화학정원이 형성된다.

실험 원리 :  병 속에 들어간 약품들이 나무가 자라는 것처럼 보이는 이유는 물과 화학약품이 반응하여 반투막과 삼투압이라는 화학현상을 일으켜 생기는 것입니다. 이러한 약품들을 금속염이라고 하며, 금속염이 물유리 용액과 섞이면 순간적으로 반응해서 금속염 표면에 또 다른 염을 만들게 되는데 이를 금속 규산염이라고 합니다. 이 금속 규산염은 반투막인데 물유리에 포함되어 있는 물은 이 반투막을 통과해서 농도가 높은 금속염 안쪽으로 들어가게 되고, 삼투압에 의해 들어오는 물의 압력으로 반투막이 터지게 됩니다. 반투막은 윗부분의 압력이 작기 때문에 결정의 윗부분이 터지게 되는데 터진 윗부분으로 나온 금속염이 다시 순간적으로 반응하여 금속염이 계속 자랄 수 있게 되는 것입니다.