일반화학실험 | 물탑쌓기

 

 

 

TIP

 

 

1. 밀도가 다른 액체를 차곡차곡 쌓아서 여러 층짜리 물 탑을 쌓아본다.
2. 설탕을 이용하여 밀도가 다른 액체 용액을 제조한다. 물감을 이용하 여 밀도 차이가 나는 용액을 채색하고, 여러 층의 물탑을 쌓는다. 이러한 실험을 통하여 밀도를 알지 못하는 용액의 밀도의 상대적 크기를 비교해 본다.

 

 

 

서로 다른 색깔의 용액을 쌓아 여러 색깔의 물탑을 만들 수 있을까? 밀도가 다른 두 액체를 섞으면 밀도가 큰 액체는 아래로 내려가고 밀도가 작은 액체는 위로 올 라가서 층을 이루게 된다. 밀도는 녹는점, 끓는점, 어는점 등과 함께 물질의 특성 중의 하나로 단위 부피 당 물질의 질량을 뜻한다.

 

밀도(단위는 g/㎖)는 적은 부피에 큰 질량을 가질수록 높은 것이며, 같은 물질 내에서는 고체 > 액체 > 기체 순으로 밀도가 감소한다. 예외적으로 물은 액체상태 보다 고체 상태가 밀도가 작다. 모든 물질은 각기 다른 밀도를 가지 며 물질은 동일한 상태로 존재할 때 밀도가 같다.

 

물체가 뜨고 가라앉는 것은 밀도 차이 때문이다. 부피가 같을 때 밀도가 높은 액 체가 밀도가 낮은 액체보다 더 무겁다. 따라서 밀도가 다른 액체를 섞으면 밀도 차 이에 따라 층을 이루게 된다. 설탕과 물로 탑을 쌓을 수 있는 것은 설탕이 물에 녹 으면 부피는 조금만 변하는 반면에 설탕이 녹는 만큼의 질량이 증가해서 각각 다른 밀도를 가진 액체가 만들어 지기 때문이다. 따라서 밀도가 높은 액체는 아래에, 밀도가 낮은 액체를 위에 오게 되며, 순서대로 차례차례 쌓으면 여러 층의 액체를 쌓을 수 있다.

 

설탕용액은 농도가 높을수록 단위부피에 대한 질량이 증가하므로 비중이 높아진다. 비중이 높은 액체를 아래에, 비중이 낮은 액체를 위로 오게 하여 순서대로 쌓으면 서로 섞이지 않고 층을 이루게 된다. 따라서 포화용액으로부터 시작하여 농도가 높은 액체부터 농도가 낮은 액체의 순서로 차례차례 쌓으면 물 탑이 형성된다.

 

설탕의 성분은 수크로오스와 같은 이당류가 주를 이룬다. 이당류는 단당류인 포도당과 과당이 서로 축합 중합하여 이루어진 화합물로 육각형 구조를 이루고 있는 두 분자 사이에서 물이 빠져나가면서 결합을 이루고 있다.

728x90

 

 

실험 방법

1. 밀도가 다른 여러 가지 설탕용액 만들기.

1) 같은 크기의 컵을 7개 세워 놓고 0부터 6까지 번호를 붙인다.

 

2) 7개의 컵에 100㎖의 물을 붓는다.

 

3) 각 번호만큼 각설탕을 넣고 잘 저어서 완전히 녹인다. (0번에는 설탕을 넣지 않고 1번컵에는 설탕 5개, 2번컵에는 10개...)

 

4) 0번 컵부터 무지개 색이 되도록 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라의 순서로 물감을 탄 후 잘 섞는다.

 

5) 메스실린더에 설탕을 많이 녹인 6번 컵의 설탕물부터 10㎖씩 스포이트로 벽을 타고 흘리면서 물탑을 쌓는다.

 

 

2. 물탑쌓기

1) 시험관에 파스퇴르 피펫을 이용하여 서로 다른 색깔의 용액을 2가지씩 천천히 넣고 밀도의 차이를 확인한다.

 

 

2) 밀도가 높은 순서대로 시험관에 물탑을 쌓아 색깔 별로 다른 물층이 생긴 것을 확인한다.

 

 

 

[일반화학실험] 물탑쌓기 레포트