2006.06.18 과학교육원 과학축제

[임성숙]

월요일까지 제출해야 하는 교육대학원 숙제에 기말고사 출제에

동아리 활동계획서 제출에 몇 가지가 겹친 것인지. .

도대체 정신이 없네요.

그래도 학생들하고  간 경기 청소년 화학 축제 너무 의미 있었습니다.

나중에 다시 정리하기로 하고 오늘은 사진만 옮겨 놓는다.

우리 회원중의 최현주 선생님께서 공연을 하신다는데 못 보고 온 것이 너무 서운하네요.

할일이 정말 너무 많아서. . .

그래도 마지막에 우리집에 와서 학생들하고 과일 먹고 헤어지고

이제 공부하려고 컴에 들어왔습니다.

시  간	내  용	장  소
09 : 30  ~ 12 : 30	오전 부스 운영	부스 행사장
12 : 30  ~ 13 : 30	점     심	녹두꽃(식당)
13 : 30  ~ 16 : 30	오후 부스 운영	부스 행사장
16 : 30  ~ 17 : 30	부스 정리 및 주변 정리	담당 부스

시  간	내  용	장  소	비   고
11 : 00 ~ 12 : 30	JAVA 강연	컴퓨터실습실	이동준 선생님
14 : 00 ~ 15 : 00	전석천 화학쇼	특별실 1	전석천 선생님
15 : 00  ~ 15 : 30	연세대 매직쇼	특별실 2	연세대학교청소년과학진흥단
16 : 00  ~ 16 : 30	과학쇼	특별실 1	대진고

기 청 소 년 화 학 축 제	01. 해시계 만들기                                   1 02. 은거울 만들기                                   3 03. 내가 만든 음주측정기                            4 04. 필름통속 마그네슘 전지                          6 05. 녹말의 힘(오실로스코프)                         8 06. 비즈로 만드는 내 손 안의 분자모형               9 07. 색깔있는 전기분해실험                          10 08. 산소먹은 뱀 만들기                             12 09. 공기를 얼려보자                                13 10. 용액의 색을 믿지 마세요                        14 11. 광물염색                                       16 12. 설탕을 이용한 분진 로켓 만들기                 18 13. 시원한 아이스크림 만들기                       20 14. 알록달록 칼라콜라 만들기                       21 15. 화학지뢰는 자동차 에어백을 부풀린다            22 16. 잎맥과 기공을 복사하자                         24 17. 다차원 펄스 NMR 단백질 분자 구조 결정       25 18. 화학물질의 구조변화와 응용                     26 19. 나일론의 합성                                  27 20. 진공속으로                                     29 21. 연료전지                                       31 22. 투명비누 만들기                                33 23. 아름다움 속에 숨은 과학, 기능성 화장품         35 24. 유리도 녹으면 전류를 통한다                    37 25. 도전 도난범을 잡자                             38 26. 간이분광기 제작을 통한 스펙트럼 관찰           39

경 기 청 소 년 화 학 축 제

27. 이산화탄소의 삼중점                            41 28. 연금술의 꿈                                    42 29. MBL화학실험                                  44 30. 파스퇴르 피펫 온도계                           45 31. 신약 개발의 꿈을 향하여                        47 32. 초코렛으로 염색하기                            50 33. 분자모형 만들기                                51 34. 이동준 JAVA 실험                             52 35. 이동준 JAVA 실험                             59 36. 이동준 JAVA 실험                             59

우리 조상들은 어떤 방법으로 시간을 측정했을까? 신라인들은 첨성대에서 매일 같은 시각에 반복적으로 특정 별자리의 위치를 관측 기록해 두어야 하늘의 움직임을 예측하고 새로운 별의 출현 등을 알아내는데 가치 있는 자료가 된다는 것을 알았을 것이다. 별은 밤에 관측할 수 있다. 낮에는 해시계를 이용하여 시간을 측정했지만, 밤이나 흐린 날에는 또 어떻게 측정했을까?

세종대왕 때 만든 앙부일귀를 직접 보면서 우리 선조들이 과학적으로 측정한 시간의 원리를 알아보고, 간단하게 해시계를 직접 제작하여 시간을 측정해 보자.

압축 스티로폼, 양면테이프, 해시계 밑그림, 볼트와 너트

① 해시계 도면을 보고 어떻게 구성 되는지 순서를 익힌다.

② 재료에 칼질된 부분을 부서지지 않게 잘 분리해낸다.

③ ①과 ②를 교차시키고 양면테이프로 눈금자를 붙인다.

④ ③→④, ⑤→⑥, ⑦→⑧ 끼운다.

⑤ 받침대 사이에 ㉠부분을 끼운 후 볼트와 너트로 고정한다.

⑥ 방향표시 위에는 양면테이프로 나침반을 붙인다.

⑦ 만들어진 해시계를 가지고 나침반을 이용하여 북을 향하게 한 후 그림자 위치의 눈금을 읽으면 시간을 측정할 수 있다.

단체	화사모
	교사	고문석
	학생	서동균, 김재연, 권상혁

바이엘 병(꼬마병) 1개, 질산은, 글루코스, 암모니아수, 수산화칼륨, 스포이트

① 비커에 0.1M 질산은(AgNO3) 용액 10mL를 넣은 다음 비커를 흔들어주면서 스포이트로 암모니아수를 3-4방울 떨어뜨립니다. ☞ 갈색 앙금이 생깁니다.

  ② 이 때 생긴 앙금이 사라질 때까지 병을 흔들어 줍니다.

     ☞ 병을 잘 흔들면서 앙금이 없어지는 시기를 관찰합니다.

     ☞ 암모니아성 질산은 용액이라 부르며 Tollens(톨렌)시약이라 부릅니다.

  ③ 위의 병에 1M 농도 수산화칼륨(KOH) 용액 5mL를 넣습니다.

  ④ 각자의 꼬마 병에 0.5M 농도 포도당(C6H12O6) 용액 2mL를 넣습니다.

  ⑤ 이제 꼬마 병의 뚜껑을 닫고 흔들어줍니다. 은으로 된 막이 꼬마 병 전체에 덮일 때까지 계속 흔들어주면 꼬마 병에 아름다운 은거울이 만들어집니다.

학교	경기과학고등학교
	지도교사	김동진
	발표학생	유민상, 한윤호, 서은혜

① 알코올의 산화반응을 이용하여 간이 음주측정기를 만들 수 있다.

② 제작한 음주측정기로 여러 가지 알코올의 농도를 확인할 수 있다.

③ 혈중 알코올 농도에 따른 의학적 지식을 이해할 수 있다.

실리카겔, 중크롬산칼륨, 황산, 에틸알코올 95%, 소주, 맥주, 와인, 막걸리, 증류수, 풍선, 굵은 유리관(또는 타이곤 튜브), 솜, 시험관, 시험관대, 피펫, 스포이트, 부피플라스크, 세척병, 노트북, 비디오

① 0.1M 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 20mL와 6M 황산용액 10mL를 섞어 실험용 혼합용액을 만든다.

② 이 혼합용액에 실리카겔 약 5g을 넣고 하룻밤 동안 방치하여 혼합용액이 실리카겔 속으로 스며들게 한다.

③ 다음 날 실리카겔이 들어 있는 용액을 자연 여과시킨다.

④ 걸러진 노란색 또는 주황색의 실리카겔을 후드 내에서 자연 건조시킨다.

⑤ 준비된 유리관이나 타이곤 튜브의 한 쪽 끝을 솜으로 막고 약 1g 정도의 실리카겔을 유리관 속에 넣은 다음 다른 한 쪽 끝도 솜으로 막는다.

⑥ 풍선 속에 에틸알코올 2방울을 넣고 입으로 분 다음 사진처럼 유리관의 한 쪽 끝에 연결하고 풍선을 살짝 눌러준다.

① 혼합용액에 알코올을 가하면 색 변화는?

② 색이 왜 변하는가?

③ 유리관 내에서 일어나는 색 변화는 농도에 따라 어떻게 달라지는가?

④ 혈중 알코올 농도는 마신 알코올의 농도와 같은가?

내쉬는 숨 속에 들어있는 알코올의 양을 측정하면 혈중 알코올 농도를 추정할 수 있다. 적황색의 이크롬산 칼륨을 황산에 녹인 다음 실리카켈이나 규조토에 적셔서 말린 것을 유리관에 넣으면 숨 속에 들어있는 알코올의 농도를 알 수 있다. 날숨 속에 포함된 알코올이 다이크롬산 칼륨에 의해서 산화되면서 적황색의 이크롬산 칼륨이 녹색의 황산 크롬이 된다.

         8H+ ＋ Cr2O72- ＋ 3C2H5OH → 2Cr3+ ＋ 3CH3CHO ＋ 7H2O

위 반응에서 Cr2O72­은 노란색이며, Cr3+은 초록색이다. 산성용액에서 알코올이 중크롬산칼륨에 의해 산화되어 아세트알데히드가 된다. 아세트알데히드는 자극성이 매우 큰 기체이므로 환기가 잘 되는 곳에서 실험을 하도록 한다. 이 반응에서 크롬은 6+가에서 3+가로 환원되었다. 따라서 유리관에 나타나는 녹색의 정도를 측정하는 분광장치를 붙이면 혈중 알코올 농도를 알아낼 수 있게 된다.

혈중 알코올 농도는 흔히 혈액 100mL 속에 몇 mg의 알코올이 포함되어있는가를 퍼센트 단위로 나타낸다. 혈중 알코올 농도가 0.02%가 되면 기분이 좋아지고 몸이 따뜻하게 느껴지지만, 0.05%가 되면 행동이 느려지고 주의력이 떨어지기 시작한다. 0.10%가 넘으면 균형감각과 판단능력이 현저하게 떨어져서 운전이 허용되지 않는 상태가 된다. 0.30%가 넘으면 의식을 잃을 가능성이 있고, 0.50%가 되면 사망에 이를 수도 있게 된다.

예전에는 이크롬산 칼륨이라는 노란색의 화학물질이 알코올을 산화시키면서 초록색으로 색깔이 바뀌는 화학반응을 이용했지만, 사용할 때마다 다이크롬산 칼륨을 바꾸어주어야 하기 때문에 불편하다. 최근에는 금속 촉매를 사용해서 전기 화학적인 방법으로 알코올만을 선택적으로 산화시킬 때 흐르는 전류의 양을 측정하거나, 알코올에 의해서 흡수되는 적외선의 양을 측정해서 알코올의 농도를 알아낸다. 고온으로 가열된 반도체 금속 산화물 알갱이의 표면에 알코올이 흡착할 때 흐르는 전류의 변화를 이용하거나, 분리 칼럼을 쓰는 소형 기체 크로마토그래피 방법을 이용하기도 한다.  일반적으로 몇 가지 술의 알코올 농도를 살펴보면 보드카 또는 위스키는 48%, 포도주는 12%, 그리고 맥주는 3%이다. 알코올 1방울은 보드카나 위스키 2방울, 포도주 8방울, 맥주 32방울에 포함된 알코올의 양과 같다.

운전자의 음주 측정에는 IR분광법과 기체 크로마토그래피법을 이용한 기기적인 방법을 사용하며, 이러한 기기적인 방법이 개발되기 전에는 이 실험의 원리를 이용한 화학적인 측정법을 사용하였다.