일반화학실험 | Making of Solid Fuel - 고형연료만들기

 

 

 

TIP

 

 

우리가 사용하는 연료들은 대부분 액체상태이거나, 기체상태로 휴대하기가 어렵다. 본 실험은 평소에 관찰해 보지 못한 고체연료를 빠른 시간 내에 제작하여 사용할 수 있도록 하여보는 실험이다. 그래서 고형연료를 만듦으로써 그 연료의 에너지형성 원리와 다른 상태의 연료에 대한 장점 등을 알아보는 것이 목적이다. 미래시대에 자원고갈이 다가옴으로 인해서 새로운 대체 연료의 개발이 중요한 시점을 상기하면서 본 실험을 통해서 기초적인 연료의 특징과 원리 등을 알아본다

 

 

 

불꽃반응(Flame Reaction)

홑원소물질 또는 화합물이 불꽃 속에서 그 원소 특유의 색을 보이는 반응. 염색반응(焰色反應)이라고도 한다. 이것은 전부터 알려진 사실인데, 예를 들면 19세기 초부터 나트륨화합물이 보이는 황색 불꽃을 이용하여 정성분석이 행하여졌다. 그러나 각종 원소에 대하여 이용하게 된 것은 1864년 석탄가스에 의한 분젠버너의 무색 불꽃을 얻을 수 있게 된 후부터이다. 현재 잘 알려져 있는 것은 리튬·나트륨·칼륨·칼슘·스트론튬·구리 등이다.

 

또, 붕산염과 같이 에탄올을 가하여 점화하면 황록색 불꽃을 보이는 것과, 담청색을 보이는 인산염 등도 여기에 포함된다. 보통 불꽃반응을 보려면, 염산에 담근 다음, 여러 번 구워서 깨끗하게 만든 백금선(白金線)을 사용하여 염산으로 적신 분말시료를 분젠버너의 산화불꽃 속에 넣어 불꽃을 착색시킨다. 이 경우 눈으로 직접 보거나 다른 것과 구별하기 위하여 진한 청색코발트유리를 통하여 색을 보는 방법이 일반적으로 시행되고 있다. 이들 착색의 원인은 각 원소의 원자가 안정한 바닥상태로부터 불꽃 속에서 가열됨으로써 불안정한 들뜬상태가 되고, 원래의 바닥상태로 이행(移行)할 때 방출되는 에너지가 사람의 눈에 보이는 정도의 영역의 빛이 되기 때문이다.

 

따라서, 보통의 분젠버너 불꽃의 온도에서 잘 들뜨지 않는 세슘 같은 것은 산수소불꽃(酸水素焰)과 같은 더 고온의 불꽃을 필요로 하는 것도 있다. 또, 이것을 더 정확히 알기 위해서는 불꽃의 색을 분광기(分光器)를 써서 확인하며, 각 원소에 고유한 파장이 알려져 있으므로 정성분석 및 그 강도로부터 정량분석을 할 수가 있다. 이것을 프레임분광분석 또는 염광분광분석(焰光分光分析)이라 한다. 1860년에 G.R. 키르히호프와 R.W. 분젠이 이 방법을 확립하여 세슘을 발견하였으며, 1861년에는 루비듐을 발견하였다.

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

 

Ⅰ. A용액(아세트산칼슘 용액) 5㎖ 칼슘아세테이트 포화용액 따뜻한 물 100㎖에 아세트산칼슘 35g을 녹인다. 포화용액이므로 최대한 잘 녹인다.

Ⅱ. B용액 30㎖ 100% 에틸알코올 다른 알코올도 가능하지만 에틸알코올의 효과가 좋음

 

 

∴ 라이터로 스푼에 뜬 연료에 불을 붙여 붙는지 확인해본다.

 

 

 

 

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