[올타 실험과학 마곡센터] 퀀텀2 9월-3주차 산화칼슘+물, 탄산수소나트륨 분해

이 수업은 흡열 반응과 발열 반응에 대해 알아보는 내용으로 중학교 3-1 화학 반응의 규칙과 에너지 변화에 포함되는 과정입니다.

1. 기체반응 법칙 - 기체 반응 법칙 : 기체가 반응하여 새로운 기체를 생성할 때 반응하는 기체와 생성되는 기체의 부피 사이에는 간단한 정수비가 성립되는 법칙 - 온도와 압력의 조건이 같을 경우, 기체 분자들이 벽에 충돌하는 횟수는 종류에 상관없이 똑같음 → 분자랑 차지하는 부피가 같음

2. 발열반응 - 발열반응 : 반응물 → 생성물 + 에너지(에너지 방출) - 화학반응이 일어나는 동안 에너지를 방출하여 주위의 온도가 높아지는 반응

3. 흡열반응 - 흡열반응 : 반응물 +에너지 → 생성물(에너지 흡수) - 화학반응이 일어나는 동안 에너지를 흡수하여 주위의 온도가 낮아지는 반응

<실험>

1. 탄산수소나트륨을 가열해 봅니다.

시험관에 탄산수소나트륨을 넣고 고무마개로 입구를 막고 스탠드에 고정합니다. 호스의 한쪽 끝을 시험관 마개에 끼우고 반대쪽 끝은 석회수를 담은 약병에 끼웁니다. 시험관에 들어 있는 탄산수소나트륨을 알코올 램프로 가열하고 변화를 관찰합니다. 석회수가 담긴 병의 변화를 관찰합니다. 알코올램프의 불을 끄고 시험관 안쪽에 염화코발트 종이를 넣은 후 변화를 관찰합니다.

=> 탄산수소나트륨의 열분해로 생긴 이산화탄소가 석회수와 반응하여 뿌옇게 흐려졌고, 생성된 수증기로 인해 염화코발트 종이가 붉게 변했습니다.

2. 산화칼슘과 물이 만나 발생한 열로 마시멜로우를 녹여봅니다.

마시멜로우를 알루미늄 포일로 감쌉니다. 전자저울 위에 유리 비커를 올려 영점을 잡은 다음, 유리 비커에 산화칼슘을 넣습니다. 유리비커에 포일로 감싼 마시멜로우를 넣고 물을 부어줍니다. 약숟가락으로 산화칼슘과 물을 잘 저어준 다음, 온도를 측정합니다. 산화칼슘이 물과 만나서 반응하는 모습을 관찰하면서 10분 정도 지난 후 온도를 다시 측정합니다. 약숟가락과 핀셋을 이용해 마시멜로우를 쟁반으로 옮겨 포일을 벗겨 마시멜로우의 변화를 관찰합니다.

* 탄화칼슘과 물과 만나 열이 발생하여 아세틸렌 기체를 내보낸다. 화학반응식 : CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ +C₂H₂ ↑ * 산화칼슘과 물과 만나 열이 발생하여 수산화칼슘이 발생한다. 화학반응식 : CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + E * 탄산수소나트륨이 열분해될 때, 이산화탄소가 발생한다. 화학반응식 : 2NaHCO₃ + E → Na₂CO₃⁺ CO₂↑ + H₂O * 석회수는 이산화탄소와 만나면 탄산칼슘 앙금이 생겨 뿌옇게 변하고, 중화반응이 일어나면서 열방출이 일어난다. 화학반응식 : Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O + E * 푸른색 염화코발트 종이를 놓으면 수증기나 물이 그 종이에 닿아 붉게 변한다.