4회차, 연소의 조건과 소화

이번 주제는 연소의 조건과 소화

먼저 심심풀이로 화학반응 하나를 보여준다

과망간산칼륨KMnO4 Potassium Permanganate과 티오황산나트륨Na2S2O3 Sodium Thiosulfate을 섞는 것인데 

반응식은 이렇게 되는 것 같다.

3 Na₂S₂O₃ + 8 KMnO₄ + H₂O = 3 K₂SO₄ + 2 KOH + 8 MnO₂ + 3 Na₂SO₄

여튼 MnO4가 사라져서 색깔이 달라져야 하는데 급히 하다보니 농도 조절을 못해서.. 별로 성공적이지 못했음..

연소라는 말은 아직 어려우니 불을 붙이려면 무엇이 필요한지 생각을 해 보자.

우선 종이나 나무처럼 불에 탈 물질인 연료, fuel이 필요하다

그리고 산소, oxygen가 필요하고 열, Heat이 있어야 한다.

그럼 산소는 어디에서 올까? 이것을 확인하기 위해서 공기는 무엇으로 이루어져 있는지 아래 도표를 보자

공기는 78% 정도는 질소 nitrogen으로 이루어져 있고 약 20%는 산소 oxygen으로 이루어져 있다.

그리고 다른 기체는 지금은 필요하지 않고 0.3% 정도의 이산화탄소 carbon dioxide로 이루어져 있는 것을 확인한다.

우리가 숨을 쉴 때도 산소가 필요한데, 우리가 들이마신 공기 속의 산소는 모두 흡수하는 것일까?

작은 비닐봉지를 하나씩 준비해서 적당히 공기를 채운다. 그 다음 그 봉지를 입과 코에 갖다대고 숨을 쉰다.

계속 숨을 쉬는데 만약 공기를 들이마실 때 모든 산소를 다 흡수한다면 그 다음에 숨을 쉴 때는 더 이상 흡수할 산소가 없으니 살 수 없게 된다고...

직접 해보니 다들 잘 숨을 쉬고 있었기에.. 우리가 숨을 쉴 때 공기 중의 산소를 전부 흡수하는게 아니라 일부의 산소를 흡수하고 이산화탄소를 조금 내놓는 것이라 설명하는 것이 적절하다고 확인했다.

다시 연소로 돌아와서 세 가지 조건을 만족하면 불이 붙는데 불이 붙으면 연기가 생기고 다시 열이 생기는데 산소는 주위 공기에서 계속 갖고올 수 있으니 이 열이 연료가 남아있는 한 계속 불이 타오를 수 있게 도와준다.

양초에 불을 붙이는데 성냥을 사용한다.

손을 비비면 열이 나는 것처럼 성냥을 문지를 때 발생하는 열이 성냥에 불이 붙게 한다는 것을 확인하고

양초에 불을 붙인다.

그 다음 비커를 덮어서 불이 어떻게 되는지 확인하고 무엇때문에 불이 꺼졌는지, 세 가지 조건 중 무엇이 달라졌는지 생각해본다

그 다음에는 길이가 서로 다른 양초 세 개를 준비해서 불을 붙이고 마찬가지로 비커를 덮어서 어떤 양초의 불이 가장 먼저 꺼지는지 확인해보는데

가장 긴 양초가 제일 먼저 꺼졌다.

왜 그럴까?

아이들의 답변은 비커의 튀어나온 부분으로 공기가 빠져나가는데 그 튀어나온 부분이 긴 양초 쪽에 있었기 때문.

그래서 튀어나온 부분을 다른 곳으로 돌려서 다시 실험을 해봤는데 여전히 긴 양초가 가장 먼저 꺼졌다.

그 다음 튀어나온 부분이 완전히 막히게 테이프를 붙여서 실험을 해봐도 긴 양초가 먼저 꺼졌다.

왜 긴 양초가 먼저 꺼졌는지를 생각해 보는 것이 숙제.

다음 시간에는 뜨겁고 차가운 정도를 측정하는 온도를 알아보고 열이 이동하는 세 가지 방법 전도-대류-복사를 살펴볼 예정

대류를 배우면 긴 양초가 먼저 꺼진 이유를 알 수 있을까?

마지막으로 원소 주기율표를 하나씩 주고 절대 외우진 말고 필요할 때 찾아보면 된다고 일러주는 것으로 마무리.

자주 보다보면 자연스럽게 외우게 되는 부분도 있는데 단순히 외우는 것은 아무런 의미가 없는..

꼭 주기율표에 대해 뭔가 알아보고 싶다면 뉴턴 하이라이트 주기율표 편을 읽어보는 것도 나쁘진 않은데 초등학교 수준에는 어울리지 않음