일반화학실험 | 천연염색

 

 

 

TIP

 

 

1. 합성색소를 많이 사용하는 현대사회에서 천연염색을 통해 천연염색의 원리를 알 수 있다.
2. 홍차와 치자로부터 색깔을 나타내는 화합물을 추출하고 이를 이용하여 섬유를 염색한다.

 

 

 

오늘날은 화학의 발달로 인하여 합성염료를 화학적인 방법으로 합성하여 대량으로 만들 수 있게 되었다. 그러나 이와 같은 발전이 있기 전에는 식물, 동물, 미네랄 등 원료를 가공하지 않고, 끓이는 등의 방법을 통하여 색을 우려내고 이를 통해 염색하는 방법을 활용하였다. 요즘 시중에서 판매되는 옷들의 대부분은 합성염료를 이용하여 색을 입힌 것이지만, 인체에 해가 덜 가는 등 천연염료의 장점이 알려져, 천연연료가 곳곳에서 활용되기도 한다.

 

본 실험에서는 합성연료 개발 이전에 사용되었던 천연염료의 염색을 직접 해보는 과정을 통하여, 물질이 색을 띠는 원리와 염색이 되는 과정에 대해 이해하고자 한다. 더불어 매염제가 어떤 원리로 염색을 도와주는지에 대해서도 알아볼 수 있을 것이다. 본 실험은 천연염료와 매염제를 이용하여 천을 염색하는 실험이다. 이 과정을 통해서 천연염료로부터 화합물을 추출해내어 섬유를 염색하고, 이 색을 오래 유지시킬 수 있는 방법을 찾아보도록 한다.

 

 

색이 나타나는 원리(빛의 흡수와 반사와 연관)

우리가 눈으로 감지할 수 있는 빛은 파장이 약 400～800㎚인 전자기파이다. 이를 가시광선이라고 하는데, 무지개의 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라의 순서로 파장이 짧다. 빛의 광자 에너지의 크기 순서는 이와 반대이다. 백색의 빛은 이들 무지개 색의 혼합이다. 색을 띠는 물체는 가시광선의 일부 파장의 빛은 흡수하고, 나머지 파장의 빛은 반사(산란)시킨다. 우리가 물체를 보고 색을 감지하는 것은, 반사된 빛이 망막에 있는 빨강, 초록, 파란색의 빛에 민감하게 감응하는 세 가지 세포에 들어있는 색소 물질에 화학 반응을 일으키고, 이것이 물리적 신호로 변환되어 뇌신경에 전달되는 것이다. 이 세가지 세포에 대한 자극 값에 따라 다른 색을 느끼게 된다. 흡수하는 빛의 색과 반사되는 빛의 색은 서로 보색관계에 있다. 빨강, 초록, 파랑은 빛의 삼원색이다. 이 세 가지 빛의 혼합 정도에 따라 여러 가지 색의 빛이 얻어진다. 물감의 삼원색은 빨강, 파랑, 노랑이며, 이를 섞어 다양한 색깔을 낼 수 있다.

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실험 방법

 

1. 매염하기

1) 100㎖ 비커 2개를 준비하고, 각각의 비커에 50㎖ 씩 물을 채운다.

 

2) 1.5g Al₂(SO₄)₃·18H₂O와 FeCl₂·nH₂O 1.5g을 물이 담긴 비커에 따로 넣고 반드시 표시한다.

 

3) 각각의 금속염이 담긴 비커의 용액을 저어주면서 5분정도 가열한다.

 

4) 준비한 면섬유를 각각의 비커에 2개씩 넣고 2분 정도 더 가열한다.

 

5) 가열을 마치고 비커를 한쪽에 잘 놓아둔다.

 

2. 염류 추출하기

1) 100㎖ 비커 2개를 준비하고, 각각의 비커에 50㎖씩 물을 채운 후 가열한다.

 

2) 한쪽의 비커에는 홍차를 넣고, 다른 비커에는 치자를 한 번 잘라서 넣고 5분 정도 가열한다.

 

3) 색이 우러나오면 채를 사용해 건더기를 건져낸다.

 

3. 매염제 없이 염색하기

1) 준비한 면섬유 2개를 흐르는 물에 적셔 준다.

 

2) 실험 나 단계에서 추출한 2개의 염액 각각에 물에 적신 면섬유 하나씩을 넣고 3분 가열한다.

 

3) 가열 후 집게로 면 섬유를 건져내어 흐르는 물에 씻어주고 종이 수건에 올려놓고 반드시 표시해둔다.

 

4. 알루미늄 매염제를 이용해서 염색하기

1) 비커 2개를 더 준비한다.

 

2) 실험 다 단계에서 사용한 염액을 각각 반씩 나누어 비커에 담아 놓는다.

 

3) 실험 가 단계에서 Al 금속 염액에 담가 놓은 면섬유 2개를 집게로 꺼내어 다른 종류의 염액에 하나씩 넣고 3분 가열한다.

 

4) 가열 후 집게로 면섬유를 건져내어 흐르는 물에 씻어 주고 종이 수건에 올려놓고 반드시 표시해둔다.

철 매염제를 사용해서 염색하기

 

5) 실험 라 단계에서 사용하지 않은 2개의 염액이 담긴 비커를 준비하낟.

 

6) 실험 가 단계에서 Fe금속염액에 담가 놓은 면섬유를 2개를 집게로 꺼내어 염액이 담긴 비커에 하나씩 넣고 3분간 가열한다.

 

7) 가열 후 집게로 면섬유를 건져내어 흐르는 물에 씻어주고 종이 수건에 올려놓고 반드시 표시해둔다.

 

5. 탈색이나 변색 유무 확인(산, 염기에 의한)

1) 표시해둔 6개의 면섬유의 색을 확인하여 기록한다.

 

2) 각각의 염색된 면섬유 한쪽 모서리에 아세트산 한 두 방울을 떨어뜨린다.

 

3) 반대편 모서리에는 NaHCO₃ 수용액을 한 두 방울 떨어뜨린다.

 

4) 흐르는 물에 씻어준 후 물기를 제거하고 변화가 있는지 살펴본다.

 

 

 

[일반화학실험]천연염색 레포트