物質은 그 性質에 따라 酸性, 鹽基性, 中性을 띠는데 이러한 性質을 利用하여 그 物質의 特性과 作用을 알아본다.
리트머스 종이의 色깔 變化 實驗
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리트머스 종이 實驗을 통해 여러 水溶液의 性質을 把握할 수 있다. 리트머스 종이는 氣體와 固體에는 아무 變化도 보이지 않는다.
리트머스 종이는 酸性에서는 붉은色으로, 鹽基性에서는 푸른色으로 變한다. 이 性質을 利用하여 어떤 水溶液이 酸性인지, 鹽基性인지, 中性인지 알아본다.
- 準備物
- 푸른色·붉은色 리트머스 종이, BTB 溶液, 핀셋, 硼酸, 琉璃 막대, 여러 가지 水溶液, 二酸化炭素, 스포이트, 試驗管, 비커, 레몬汁, 雪糖물, 소금물, 물, 고무管 等
實驗觀察
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① 固體인 硼酸과 氣體인 二酸化炭素를 各各 리트머스 종이에 묻혀 色깔의 變化를 살펴보자.② 二酸化炭素를 물에 녹여 만든 炭酸水를 리트머스 종이에 묻혀 色깔의 變化를 알아보자.③ 여러 가지 水溶液을 리트머스 종이에 묻혀 나타나는 色깔의 變化를 觀察해 보자.4 實驗 結果를 보자
結果
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① 固體의 硼酸이나 氣體의 二酸化炭素에서는 리트머스 종이에 아무 變化도 일어나지 않는다.② 푸른 리트머스 종이에 炭酸水를 묻히면 붉은色으로 變하는 것으로 보아 炭酸水는 酸性 溶液임을 알 수 있다.③ 水溶液에는 붉은 리트머스 종이가 푸르게 變하는 鹽基性 溶液, 푸른 리트머스 종이가 붉게 變하는 酸性 溶液, 두 리트머스 종이에 아무런 變化도 일으키지 않는 中性 溶液이 있다. 例를 들어 鹽酸, 硼酸水, 레몬汁은 酸性을 띠고, 石灰水, 암모니아수, 수산화나트륨 溶液은 鹽基性을 띠는 것으로 나타났다. 또 雪糖물과 소금물은 中性을 띠는 것으로 나타났다.
酸性 溶液의 性質
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山은 푸른색 리트머스 종이를 붉은色으로 變化시키고, 신맛을 내며, 金屬과 反應하여 水素를 發生시킨다. 이는 山이 가지고 있는 水素 이온 H+ 때문이다.
酸性 物質에는 여러 가지가 있는데 그러한 山들은 어떤 特徵과 性質을 가지는지 알아보고, 또 共通點이 무엇인지 調査해 보자.
- 準備物 ㅇ
- 試驗管, 스포이트, 琉璃 막대, 플라스크, 고무 마개, 스탠드, 5% 黃酸·鹽酸·아세트산, 리트머스 종이, 페놀프탈레인 溶液, BTB 溶液, 메틸오렌지 溶液, 콕 달린 깔때기, 試驗管臺 等
實驗觀察
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① 3個의 試驗管에 5%의 묽은 黃酸·鹽酸·아세트산을 各各 20㎖씩 넣고 試驗管臺에 꽂자. 琉璃 막대에 各各의 溶液을 묻혀 붉은 리트머스와 푸른 리트머스 종이에 묻혀 色깔의 變化를 살펴보자.② 묽은 黃酸을 3個의 試驗管에 나누어 넣고, 페놀프탈레인 溶液, BTB 溶液, 메틸오렌지 溶液을 各各 두 방울씩 떨어뜨리고 液體의 色깔 變化를 살펴보자. 아세트산과 鹽酸에 對해서도 같은 實驗을 해보고 그 結果를 觀察해 보자.③ 마그네슘을 플라스크에 넣고 깔때기의 鹽酸을 조금씩 넣어 發生하는 氣體를 首相 置換으로 모아 色깔과 냄새를 맡아 보자. 또 성냥불을 켜 가까이 대어 보자.
結果
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① 푸른 리트머스 종이를 붉은色으로 변화시키는 것으로 보아 3가지 溶液 모두 酸性 溶液임을 알 수 있다.② 페놀프탈레인 溶液은 變化가 없고, BTB 溶液은 노란色으로, 메틸오렌지 溶液은 붉은色으로 變한다. 이러한 變化는 아세트산과 鹽酸의 實驗에서도 같다.③ 試驗管에 모인 機體는 色깔도, 냄새도, 맛도 없으며 성냥불을 갖다 대면 爆音 소리를 내며 탄다. 實驗 結果로 보아 이 氣體는 水素이다.
鹽基性 溶液의 特性과 性質
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鹽基는 붉은 리트머스 종이를 푸른色으로 變하게 하며, 쓴맛이 난다. 또 蛋白質을 녹이는 性質이 있고, 鹽基 中에서 물에 녹는 것을 알칼리라고 한다. 鹽基의 特性은 鹽基가 가지고 있는 水酸化 이온 OH- 때문이다.
鹽基性 溶液은 어떤 特性과 性質을 지니며, 어떤 共通點을 가지는지 알아본다.
- 準備物
- 수산화나트륨 溶液, 수산화칼륨 溶液, 암모니아수, 페놀프탈레인 溶液, BTB 溶液, 메틸오렌지 溶液, 리트머스 종이, 試驗管, 試驗管臺, 琉璃 막대, 二酸化炭素, 핀셋, 스포이트, 비커 等
實驗觀察
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① 3個의 試驗管에 5% 濃度의 수산화나트륨·수산화칼륨·암모니아수를 各各 20㎖씩 넣은 다음 各 溶液을 琉璃 막대로 찍어 리트머스 종이 實驗을 해보고 變化를 살펴보자.② 3個의 試驗管에 수산화나트륨 5㎖씩을 넣고 스포이트로 페놀프탈레인·BTB·메틸오렌지 溶液을 各各 몇 방울씩 떨어뜨려 보자. 수산화칼륨과 암모니아수에 對해서도 같은 實驗을 해보자.③ 수산화나트륨 溶液을 담을 비커에 空氣와 二酸化炭素가 가득 찬 試驗管을 거꾸로 세워보자.
結果
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① 붉은 리트머스 종이만 푸르게 變하는 것으로 보아 3가지 溶液은 鹽基性임을 알 수 있다.② 수산화나트륨은 페놀프탈레인 溶液을 붉은色으로, BTB 溶液을 푸른色으로, 메틸오렌지 溶液을 노란色으로 변화시킨다. 수산화칼륨과 암모니아수에서도 같은 反應을 나타낸다.③ 二酸化炭素가 든 試驗管으로 수산화나트륨 溶液이 올라가며, 空氣가 든 試驗管은 變化가 없다.
中性 溶液 만들기
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鹽酸과 수산화나트륨 두 溶液을 섞는 比率에 따라 酸性, 鹽基性, 中性 溶液을 만들 수 있다.
酸性 溶液과 鹽基性 溶液을 섞어서 中性 溶液을 만들 수 있는지 알아본다.
- 準備物
- 試驗管, 비커, 플라스크, 스포이트, 페놀프탈레인 溶液, 흰 종이, 鹽酸, 묽은 수산화나트륨, 리트머스 종이
實驗觀察
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① 試驗管에 20㎖ 程度의 묽은 鹽酸을 붓고 스포이트로 두세 방울의 페놀프탈레인 溶液을 떨어뜨린 다음 몇 次例 흔들어 보자.② 위의 試驗管에 묽은 鹽酸과 같은 濃度, 같은 量의 수산화나트륨 溶液을 넣고 잘 흔들어 色깔의 變化를 살펴보자. 色에 變化가 없으면 있을 때까지 수산화나트륨 溶液을 조금씩 더 넣어 보자. 色의 變化가 일어나면 變한 色이 없어질 때까지 묽은 鹽酸을 더 넣은 다음 溶液의 맛을 보자.
結果
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① 아무런 色깔 變化도 나타나지 않는다.② 수산화나트륨을 繼續 넣으면 붉은色으로 變하기 始作한다. 이때 다시 묽은 鹽酸을 조금 넣어 주면 溶液의 붉은色이 없어진다. 이 溶液을 맛보면 짠맛이 나는데 그것은 묽은 鹽酸과 묽은 수산화나트륨 溶液이 알맞게 섞여 中性 溶液인 소금물로 變했기 때문이다.
中性 水溶液에 다른 水溶液을 섞었을 때의 反應
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中性 水溶液에 다른 性質의 水溶液을 섞더라도 變化가 생기지 않는다.
中性 水溶液에 酸性, 中性, 鹽基性 水溶液을 섞으면 어떤 反應이 나타나는지 알아본다.
- 準備物
- 리트머스 종이, 슬라이드 글라스, 비커, 硼酸水, 石灰水, 소금물, 雪糖물, 顯微鏡, 알코올 램프, 琉璃 막대, 琉璃管 等
實驗觀察
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中性인 소금물과 酸性인 硼酸水를 섞은 뒤 리트머스 종이 實驗을 해보자. 또 소금물과 鹽基性인 石灰水를 섞은 뒤 리트머스 종이 實驗을 해보자. 끝으로 소금물과 같은 中性인 雪糖물을 섞은 뒤 리트머스 종이 實驗을 해보자.
結果
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中性 水溶液은 酸性·中聲·鹽基性 水溶液을 섞어도 새로운 變化가 생기지 않는다. 두 가지 水溶液이 各自의 性質을 維持한 채 混合되어 있다.
紫朱色 洋배추 溶液 만들기와 色깔 反應
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紫朱色 洋배추로 溶液을 만들고 이것을 酸性, 中性, 鹽基性 溶液과 섞었을 때 各各 어떤 反應이 나타나는지 알아본다.
- 準備物
- 紫朱色 洋배추, 비커, 알코올 램프, 試藥甁, 指示藥, 試驗管 3個, 소금물, 묽은 鹽酸, 묽은 수산화나트륨, 스포이트, 거름종이
實驗觀察
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① 紫朱色 洋배추 잎을 깨끗이 씻어 잘게 썬 다음 비커에 넣고 물을 洋배추가 잠길 만큼 부은 뒤 溶液의 色깔이 變할 때까지 加熱해 보자. 加熱을 마친 溶液을 거름종이로 거른 다음 식혀서 試藥甁에 따라 부어 놓자. ② 試驗管 3個에 묽은 鹽酸 溶液, 묽은 수산화나트륨 溶液, 소금물 各各 20㎖씩 넣은 뒤 스포이트로 試藥甁의 紫朱色 洋배추 溶液을 各各 2-3 방울씩 떨어뜨려 色깔의 變化를 살펴보자.
結果
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① 紫朱色 洋배추를 잘게 잘라 물과 함께 加熱한 뒤 거르면 보라色의 溶液이 만들어진다.② 紫朱色 洋배추 溶液은 酸性인 묽은 鹽酸 溶液에서는 붉은色으로 變하고, 鹽基性인 수산화나트륨 溶液에서는 軟綠色으로 變하며, 中性인 소금물에서는 아무 變化도 보이지 않는다.
酸에 金屬을 녹이기
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알루미늄은 묽은 鹽酸에 녹아서 水素를 發生한다. 이때 鹽酸의 溫度를 높이거나 낮추면 水素가 나오는 模樣은 어떻게 되는지 알아본다.
- 準備物
- 비커(500m/쯤), 묽은 鹽酸, 試驗管, 試驗管꽂이, 메스 실린더, 접시저울, 알루미늄 조각, 핀셋, 溫度計, 물, 三발이, 石綿 쇠그물, 알코올 램프, 그래프 用紙, 記錄帳, 筆記 道具
實驗觀察
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① 묽은 鹽酸을 3個의 試驗管에 濃度를 같게 하여 各各 10㎖씩 넣고 그 속에 같은 크기(무게)의 알루미늄 조각을 넣는다. 1個는 그대로 두고, 다른 1個는 더운물 속에 넣어 데우고, 또 다른 1個는 찬물로 식혀서 各各 水素가 發生하는 模樣을 比較해 본다.② 水素가 가장 甚하게 나올 때의 鹽酸의 溫度를 재어 본다.③ 各 試驗管에서 水素가 나오지 않게 될 때까지의 時間을 재어 본다.④ 水素가 없어진 뒤, 남은 알루미늄의 크기(무게)를 比較해 보고, 어느 試驗管의 알루미늄이 많이 녹았는가를 살펴보자.
結果
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① 水素는 더운물로 데운 鹽酸에서 가장 甚하게 發生하고, 찬물로 식힌 鹽酸에서 第一 조금 發生한다.② 鹽酸의 溫度가 높을수록(60℃) 水素가 많이 發生하고, 또 알루미늄이 녹아서 水素가 發生하면 鹽酸의 溫度가 올라간다. 이것으로 알루미늄과 鹽酸이 反應할 때 熱이 생긴다는 것을 알 수 있다.③ 溫度가 높은 鹽酸일수록 水素가 發生하는 時間이 짧고, 溫度가 낮을수록 水素가 發生하는 時間이 오래 繼續된다. 實驗結果를 볼 때 溫度가 높을 收錄 變化가 甚하다는 것을 確認할 수 있다.④ 어느 試驗管이나 남은 알루미늄의 크기(무게)는 같다. 溫度가 높은 鹽酸에서는 알루미늄이 녹는 速度는 빠르지만, 알루미늄을 녹이는 量은 같다는 것을 알 수 있다.