[과학탐구]용액의 성분에 따른 분필의 부식 상태 및 속도 관찰

탐구 발표 보고서

1. 탐구 주제

용액의 성분에 따른 분필의 부식 상태 및 속도 관찰

2. 탐구하게 된 동기&알아보고 싶은 점

요즘 산성비가 내려서 대리석으로 된 건물이나 문화유산들이 부식되고 있다는 것을 듣고, 산성뿐만 아니라 그냥 중성의 물이나 염기성인 용액에도 영향을 받는지 궁금했기 때문에, 비싼 대리석보다는 대리석과 같은 성분인 탄산칼슘으로 이루어져 있고, 쉽게 구할 수 있는 분필을 실험 대상으로 결정했다.

3. 탐구 기간

2013. 07. 27 ~ 2013. 07. 28

4. 준비물

컵 3개, 분필 3개, 식초, 물, 세제, 자, 계량컵

5. 탐구 절차(방법)

1. 3개의 컵에 각각 산성인 식초, 중성인 물, 염기성인 세제를 담는다. (이 때, 컵에 담는 용액의 양은 일정해야 한다.)
2. 분필의 길이를 측정한다.
3. 3개의 컵에 각각 분필을 넣는다.
4. 7시간 동안 기다린다. 1시간 간격으로 변화를 지켜본다.
5. 7시간 경과 후...

탐구 발표 보고서
1. 탐구 주제
용액의 성분에 따른 분필의 부식 상태 및 속도 관찰

2. 탐구하게 된 동기&알아보고 싶은 점
요즘 산성비가 내려서 대리석으로 된 건물이나 문화유산들이 부식되고 있다는 것을 듣고, 산성뿐만 아니라 그냥 중성의 물이나 염기성인 용액에도 영향을 받는지 궁금했기 때문에, 비싼 대리석보다는 대리석과 같은 성분인 탄산칼슘으로 이루어져 있고, 쉽게 구할 수 있는 분필을 실험 대상으로 결정했다.

3. 탐구 기간
2013. 07. 27 ~ 2013. 07. 28

4. 준비물
컵 3개, 분필 3개, 식초, 물, 세제, 자, 계량컵

5. 탐구 절차(방법)
1. 3개의 컵에 각각 산성인 식초, 중성인 물, 염기성인 세제를 담는다. (이 때, 컵에 담는 용액의 양은 일정해야 한다.)
2. 분필의 길이를 측정한다.
3. 3개의 컵에 각각 분필을 넣는다.
4. 7시간 동안 기다린다. 1시간 간격으로 변화를 지켜본다.
5. 7시간 경과 후 분필을 꺼낸 후에 길이를 잰다.

1 준비물 사진
컵 3개, 분필 3개, 식초, 물, 세제, 자, 계량컵

2 3개의 컵에 각각 100ml의 산성인 식초, 중성인 물, 염기성인 세제를 담는다.
3 분필의 길이를 측정한다.
원래 분필의 길이…(생략)

멍이 숭숭 뚫려 있다. 간신히 형체는 확인할 수 있다.
6시 45분
부식이 완전히 된 것으로 보이지만 컵을 들어서 아랫부분을 보면 분필이 아주 조금 남아있다. 그런데 식초의 산성이 약화된 것인지 부식이 빠르게 진행되지 않는다.
7시 45분
1시간 전의 모습과 큰 변화는 보이지 않는다. 많은 분필 가루들이 바닥에 깔려있다.
8시 45분(결과)
분필의 상태 : 상당히 많이 부식된 모습이다. 분필 전체에 구멍이 숭숭 뚫려 있다. 산성은 탄산칼슘으로 이루어진 분필을 부식시킨다. 그러므로 산성비는 대리석으로 된 건물이나 문화유산들을 부식시키는 것이다.
길이 변화 : 8cm에서 4.5cm, 길이 변화 3.5cm

2. 물의 경우
2시 45분
처음과 거의 변화가 없다.
3시 45분
분필의 아래쪽에 살짝 금이 가 있다.
4시 45분
1시간 전의 모습과 큰 변화가 없다.
5시 45분
1시간 전의 모습과 큰 변화는 없지만 아랫부분이 약간 더 갈라졌다.
6시 45분
1시간 전의 모습과 큰 변화가 없다.
7시 45분
분필의 아랫부분이 물기를 머금어서 부서져 둘로 나뉘어졌다.
8시 45분(결과)
분필의 상태 : 물에서는 변화가 없을 것이라고 예상했었는데, 변화가 생각보다 컸다. 분필은 둘로 나뉘어졌고, 세로로 금이 가 있다. 중간에 분필 조각이 떨어져 나간 부분도 있다.
길이 변화 : 8cm에서 6.4cm, 길이 변화 1.6cm

3. 세제의 경우
2시 45분
처음과 변화가 없다.
3시 45분
처음과 변화가 없다.
4시 45분
처음과 거의 변화가 없지만 컵의 아랫부분에 살짝 파란색이 생겼다.
5시 45분
1시간 전의 모습과 거의 변화가 없다.

6시 45분
아래쪽에 살짝 금이 가 있다.
7시 45분
1시간 전의 모습과 거의 변화가 없지만 금이 조금 더 커졌다.
8시 45분(결과)
분필의 상태 : 아래쪽에 살짝 금이 간 것 외에는 처음과 거의 변화가 없다.
길이 변화 : 8cm에서 8cm, 길이 변화 없음
6 최종 결과
내가 처음에 예상한 분필의 부식 정도 : 세제=물`식초
실제 실험 결과 : 세제`물`식초
탄산칼슘은 산성에 반응을 하고, 중성에도 조금 반응을 보인다. 하지만 염기성에는 거의 변화가 없는 것으로 보인다.

7 결론
산성은 탄산칼슘으로 된 물질을 부식시킨다. 그러므로 산성비는 대리석으로 된 건물이나 문화유산에 해롭다. 하지만 그냥 비도 아주 많이 내리면 피해를 입힐 수도 있다. 하지만 염기성은 거의 상관이 없는 것 같다.

8 탐구를 통해 느낀 점
산성인 식초가 탄산칼슘으로 이루어진 분필을 순식간에 부식시키는 것을 보고 우리 문화재들도 산성비에 의해서 이렇게 되는 것이 아닌가 하고 걱정되었다. 그러니까 우리도 그런 산성비를 내리지 않게 하기 위해서 자연을 보호해야겠다고 생각했다.