일반화학실험 | 무지개 물 탑 쌓기

 

 

 

TIP

 

 

1. 밀도가 다른 액체를 차곡차곡 쌓아서 여러 층짜리 물 탑을 차곡차곡 쌓아본다.
1) 농도차에 의해 액체의 밀도가 달라진다는 것을 알 수 있다
2) 밀도차를 이용해서 물질을 분리할 수 있다는 것을 알 수 있다.

 

 

 

물체가 뜨고 가라앉는 것은 밀도 차 때문이다. 부피가 같을 때 밀도가 높은 액체가 밀도가 낮은 액체보다 더 무겁다. 따라서 밀도가 다른 액체를 섞으면 밀도 차이에 따라 층을 이루게 된다. 물 위에 물 탑을 쌓는 이 실험도 각 용액에 따라 밀도가 다르다는 것을 이용한 것이다.

 

밀도는 액체만 갖는 성질이 아니다. 부피가 같을 때 무거운 것일수록 밀도가 높기 때문에 일반적으로 고체, 액체, 기체의 순으로 밀도가 높다. 설탕과 물로 탑을 쌓을 수 있는 것은 설탕이 물에 녹으면 부피는 조금만 변하는 반면에 설탕이 녹는 만큼의 질량이 증가해서 각각 다른 밀도를 가진 액체로 되기 때문이다. 따라서 밀도가 높은 액체를 아래에, 밀도가 낮은 액체를 위로 오게 하여 순서대로 차례차례 쌓으면 서로 섞이지 않고 층을 이루게 된다.

 

또한 물과 기름을 하나의 통에 붓는다고 생각하여 보자 그러면 아래층에 물이 있고 그 위에 기름이 마치 떠 있는 것처럼 기름과 물은 층을 이루게 된다. 이러한 현상이 생기는 이유는 바로 밀도의 차이에 의해 발생한다. 밀도란 단위 부피당 질량이 차지하는 값이다. 물질은 각각의 고유한 밀도를 가지고 있으며 이를 이용하여 액체의 탑을 쌓을 수 있다.

 

그래서 밀도가 크다는 것은 같은 부피에 대해 질량이 더 크다는 뜻이므로 여러 물질이 섞였을때 밀도가 가장 큰 물질이 중력을 받는 쪽에 위치하게 된다. 따라서 밀도가 다른 차이가 많이 나는 물질을 한데에 섞었을때 밀도가 큰 물질이 더 많은 중력을 받기 때문에 아래쪽에 위치하게 된다.(w=mg이므로 m값이 커지면 w값이 더 커지게 된다.) 실제로 이러한 성질을 이용하여 여러 물질이 섞여 있을때 질량이 낮은 물질부터 분리해내는 원심분리기가 여러 용도로 사용되고 있다.

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실험 방법

(1) 밀도가 다른 여러 가지 소금물 (용액) 만들기

1) 물탑을 쌓을 층수 만큼 250㎖ 비커에 각각 100㎖의 물을 담는다.

 

2) 물이 담긴 비커에 소금을 각각 0g, 2.5g, 5g, 7.5g씩 다르게 하여넣고 번호를 붙인다.

 

3) 소금을 완전히 녹인 비커에 각각 다른 색의 물감을 섞어 여러 가지 색깔의 용액을 만든다.

 

(2) 물 탑 쌓기

1) 메스실린더에 파스퇴르 피펫을 이용하여 밀도가 큰 용액부터 쌓는다.

 

2) 밀도가(농도) 높은 순서대로 메스실린더 벽을 따라 조심스럽게 부어준다.

 

3) 용액의 농도를 점점 연하게 하면서 계속 쌓아 줍니다.

 

4) 시험관에 물 탑을 쌓아 색깔 별로 다른 물 층이 생긴 것을 확인한다.

 

 

 

 

[일반화학실험]무지개 물 탑 쌓기 레포트