간단한 유리 세공

간단한 유리 세공 실험 목적 화학 실험을 하다보면 여러 가지 실험 장치를 꾸며야 하는 경우가 생긴다. 화학 약품들 중 많은 종류가 유독성을 띠고 있기 때문에 이러한 약품에 잘 반응하지 않는 유리를 사용하는 경우가 많 다. 따라서 유리를 가공하는 것은 화학 실험 장치를 꾸미는데 필수적으로 필요한 과정이라 하겠 다. 이 실험을 통하여 유리의 성질 및 특성을 이해하고, 유리를 직접 가공하여 봄으로써 자신이 하고자 하는 화학 실험의 장치를 꾸미는데 도움을 주고자한다. 기구 및 시약 (1)유리관 : 낮은 온도에서 쉽게 녹거나 물렁물렁해 질 수 있는 소다-석회 유리관을 사용한다. (2)가스 버너 : 높은 온도의 열을 낼 수 있는 부탄가스 버너를 사용한다. (3)면 장갑 (4)삼각줄 실험 방법 (1)유리관 자르기 유리관을 편편한 실험대에 올려놓고, 왼손으로 잘 잡은 상태에서 삼각줄(file)로 한번에 깊은 흠집 을 만든다. 줄을 톱질 할 때처럼 앞뒤로 움직이는 것은 좋지 않다. 한번에 흠집이 생기지 않으면 줄을 새 것으로 바꾸어야 한다. 흠집의 반대쪽에 두 엄지손가락을 대고, 유리관을 바깥쪽으로 가볍게 꺾으면서 양쪽으로 잡아당 긴다. 무리한 힘을 주지 않더라도 유리관이 잘라질 것이다. 직경이 큰 유리관을 자를 경우에는 흠 집 부근을 수건으로 감싸고 자르는 것이 좋다. 잘라진 유리관의 절단면은 매우 날카롭기 때문에 가스 버너의 불꽃으로 둥글게 만들어야 한다. 유리관의 끝을 불꽃에 넣고 돌리면서 가열한다. 너무 오래 가열하면 유리관의 끝이 좁아지기 때문 에 불꽃에 잠시만 넣으면 된다. (2)유리관 굽히기 유리관을 굽히기 위해서는 넓은 부위를 고르게 가열하는 것이 중요하다. 가스 버너의 불꽃이 넓 게 퍼지도록 만드는 장치를 사용하면 편리하다. 그림 11과 같이 유리관을 가스 버너의 불꽃에 넣 고 두 손으로 돌리면서 고르게 가열한다. 유리관 위쪽의 불꽃이 노란색으로 바뀌게 되면 유리관이 적당히 가열된 것이다. 유리관이 적당히 물러지면 편편한 석면판에 올려놓고 원하는 각도까지 유리관을 굽힌 후에 충분 히 식힌다. 구부러진 부분이 꺾이거나 직경이 줄어들게 되면 좋지 않다. 유리관이 균일하고 부드 럽게 구부러지도록 몇 차례 연습하는 것이 좋다. (3)유리관 뽑기 유리관을 버너 불꽃으로 충분히 가열한 후에 유리관을 불꽃에서 꺼낸다. 불꽃에서 꺼내기 전에 유리관을 양손으로 조금 밀어서 가열된 부분이 조금 두꺼워지도록 만드는 것도 좋다. 뜨거운 유리 관을 몇 초 동안 돌린 후에 가볍게 잡아당기면 유리관이 가늘게 늘어난다. 석면판 위에 놓아서 충 분히 식힌 후에 가운데를 잘라서 불꽃으로 처리하여 날카로운 부분을 둥글게 만들어서 사용한다. 기본 이론 유리란? 유리란 일반적으로 유리상태에 있는 물질을 말하지만 보통은 규산염 유리를 가리킨다. 그물모양 의 고분자로서 그물 형성체로 이루어진 산화규소( ┌──┐ │SiO_│ │2 │ └──┘ )의 그물모양구조 속에 그물 수식체 또는 그물 수식 이온이라고 하는 알칼리 금속 및 알칼리 토류 금속 등이 부분적으로 들어 있어 안정적 인 구조를 가진다. (1)석영 유리 실리카 유리라고도 하며 실리카의 그물 모양 구조뿐이고 그물 수식 이온은 없다. 순규석을 융해 하던가 또는 ┌───┐ │rm │ │SiCl_ │ │4 │ └───┘ 의 고온 기체상반응으로 합성된다. 연화점은 1500℃ 이상, 팽창 계수는 ┌──────┐ │5.5 TIMES │ │10^{-7} /K │ └──────┘ 로 작으며 급열 급냉에 견딘다. 내식성 및 탄성 성능은 양호하고 약 200 ┌──┐ │nm │ └──┘ 까지 자 외선을 투과한다. 융해는 1800℃이상의 고온을 필요로 하며 세밀한 가공시에는 산수소불꽃을 사용 한다. 광파이버용 유리섬유, 단열 타일, 전자 소자용 기판, 열 기구재, 화학 기구재, 자외선 투과용 광학 기구재, 정밀 용수철 등에 사용된다. (2)소다 석회 유리 소다 유리라고도 하며 보통의 창유리, 병유리, 용기유리로서 사용되는 가장 일반적인 유리이다. ┌──────────┐ │rm Na_2 O CDOT │ │CaO cdot 5SiO_2 │ └──────────┘ 를 중심으로 한 조성을 가진다. 녹는점은 500∼700℃, 선팽창 계수는 ┌──────┐ │10 times 10 │ │^(-6) /K │ └──────┘ 이다. (3)붕규산 유리 붕산과 규산이 공중합한 그물을 가지고 있으며 규산만 있는 경우와 비교하면 알칼리 금속이 적 어도 유리화가 쉽게 된다. 붕규산이 낮은 알칼리 유리는 팽창 계수가 ┌──────┐ │3 times │ │10^(-6) /K │ └──────┘ 정도로 작고, 모스 굳기도는 약 7로 비교적 연하다. 내식성이 양호하기 때문에 이화학 기구용, 의료 기구용, 약 품 용기용등에 적합하다. 연질 유리의 고급품을 특수한 화학 처리를 하여 수십 의 가느다란 구멍 을 뚫은 다공질 유리는 유리 필터로서 분리 여과 등에 사용된다. (4)납 유리 납을 함유하고 굴절율이 크다. 프린트 유리라고도 부른다. 광학 유리나 크리스탈 유리로서 사용 된다. 납이 많이 들어있는 유리는 방사선 방호용으로 쓰인다. 특수한 용도의 유리로서 자외선 투 과 유리, 우유 유리, 각종 색유리 외에 전기적 자기적 성질을 갖는 특수한 유리도 많다. 가공처리 를 목적으로 한 유리로서 판유리 안전유리 강화유리 유리섬유 등이 있다. 참고 문헌 이화학 대 백과 사전, 표준 일반 화학 실험 제4판(천문각)