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탐구보고서 : 꽃잎에 따른 물들기의 비교
1. 탐구주제
손톱에 봉숭아물을 잘 들일 수 있는 것은 무엇이며 다른 꽃잎으로도 가능할까?
2. 실험동기
여름이면 곳곳에서 붉게 핀 봉숭아꽃을 볼 수 있다. 어느 날 우리 옆집 여자아이가 봉숭아를 찧어 손톱에 물을 들이고 있었다. 꽃과 잎을 적당히 따서 찧고 백반도 조금 넣었다. 이걸 보고 있으니 갑자기 과학탐구 주제가 떠올랐다. 손톱에 물을 들일 때 더 진한 색을 내는 꽃들도 많은데 왜 꼭 봉숭아로만 들이는 것이며, 왜 초록색인 잎도 물들임에 효과가 있을지가 궁금했다. 또 물이 더 잘 들게 한다고 백반을 넣었는데 백반 외에 넣어야 되는 건 없을지도 궁금해 졌다.
3. 준비물
봉숭아꽃, 봉숭아 잎, 장미, 기타 꽃잎, 백반, 소금, 설탕, 미원, 식초, 비닐, 실
(꽃은 주위에서 구하기도 하고 꽃집에서 사기도 함)
4. 탐구를 통해 알고 싶은 점
- 봉숭아의 꽃과 잎 중에서 어떤 것이 더 물이 잘 들까?
- 다른 꽃잎들은 물이 들까?
- 백반 외에 다른 물질을 섞었을 때 어떤 반응이 나타날까?
- 백반은 어떤 성분이며 어떤 역할을 할까?
5. 실험 방법 및 절차
- 봉숭아와 다른 꽃잎을 찧어서 손톱에 물들인다.
- 8시간쯤 지나 손톱에 물든 정도를 관찰한다.
- 찧은 봉숭아에 백반, 소금, 식초, 설탕, 미원을 봉숭아물을 들인다.
- 8시간쯤 지나 손톱에 물든 정도를 관찰한다.
6. 탐구결과 예상
- 꽃이 붉은 색이므로 더 잘들 것 같다.
- 다른 꽃들은 물이 들지 않을 것이다. 물이 들었다면 봉숭아만 이렇게 알려지지 않았을 것이기 때문이다.
- 백반 외엔 아무 반응 없을 것 같다.
7. 실험과정
(1) 첫 번째 실험 : 여러 꽃잎의 물들임 정도
1) 실험순서
① 봉숭아꽃, 봉숭아 잎, 봉숭아꽃+잎, 장미, 나팔꽃, 과꽃, 시클라멘을 찧는다.
② 적당히 손톱에 올려놓고…(생략)
비닐로 싸서 실로 묶는다.
③ 7~8시간 후에 확인한다.
2) 실험과정 (사진)
※ 여러 가지 실험을 해야 하므로 내 손으로 다 하기는 부족했기 때문에 주위 분들의 도움을 받았다.
※ 혹시 다른 꽃잎은 물이 잘 안들 수도 있다고 생각해서 백반을 아주 조금씩 넣어서 실험하였다.
3) 결과
종류
봉숭아 꽃
봉숭아 꽃 + 잎
봉숭아 잎
결과
가장 진하게 물듬
주황빛으로 물듬
주황빛으로 물듬
종류
시클라멘
과꽃
나팔꽃
장미
결과
보랏빛 청색
거의 들지 않음
손톱 뿌리부분에
진분홍색 조금 물듬
거의 들지 않음
※ 위의 결과 사진의 손가락 순서와 같은 순서임
(1) 두 번째 실험 : 첨가물에 따른 물들임 정도
1) 실험순서
① 봉숭아 잎과 꽃을 섞어 찧고 백반, 소금, 설탕, 미원, 식초를 조금씩 넣는다.
② 적당히 손톱에 올려놓고 비닐로 싸서 실로 묶는다.
③ 7~8시간 후에 확인한다.
2) 실험과정 (사진)
3) 결과
종류
식초
미원
설탕
소금
백반
결과
두 번째로
진하게 듦
가장 연하게 듦
보통 주황빛
보통 주황빛
가장 진하게 듬
※ 위의 결과 사진의 손가락 순서와 같은 순서임
8. 실험결과
네이버에서 검색해 봤을 때는 꽃보다 잎이 더 잘 든다고 했는데 내가 실험한 결과는 꽃이 더 진하게 들었다. 다른 붉은 색 꽃들은 백반을 조금 넣었더니 색이 조금 다르게 들었다. 실험한 네 가지 꽃 중에서는 나팔꽃이 손톱에 가장 많이 들었는데 모두 손톱보단 손에 물이 많이 들었다.
진하기 꽃 > 꽃 + 잎 ? 잎
두 번째 실험 결과에서 백반이 가장 진하게 들었고 식초도 진하게 잘 들었다. 미원이 가장 옅게 들었다.
진하기 백반 > 식초 > 소금, 설탕 > 미원
9. 그 외 인터넷을 통해 알게 된 점
◆ 봉선화
- 봉선화과 식물입니다.
- 봉숭아라고도 하며, 영어 이름은 touch-me-not 입니다. 봉선화는 중국에서 붙여준 이름입니다. 꽃 모양이 마치 봉황새 같다고 해서 생긴 이름입니다. 우리나라에서는 예전부터 봉숭아라고 더 많이 불렀습니다.
- 인도, 말레이시아, 중국 원산의 한해살이풀입니다. 우리나라에서는 매우 오래 전부터 재배해 왔습니다. 한여름에 꽃이 핍니다. 꽃 색깔은 참 다양합니다.
- 열매가 다 익으면 껍질이 누렇게 변하고 건조해집니다. 그래서 지나가는 동물이나 사람이 건드리면 톡~ 하고 터지면서 속에 있는 씨앗들이 사방으로 튑니다. 잘 익은 것은 바람만 불어도 터집니다. 이런 재미있는 특징 때문에 `건드리지 마세요.` 라는 뜻의 touch-me-not이란 이름이 생겨났습니다.
- 봉선화는 오래 전부터 우리 곁에 있었던 서민적 꽃으로, 이에 얽힌 많은 얘깃거리가 있는 식물입니다. 우리에게는 가을이 다가오면 손톱에 빨갛게 봉선화물을 들이는 풍습이 있습니다. 이러한 풍습은 매우 오래 전부터 이어져 내려왔으며, 그 유래는 최소한 백제 시대 이전부터인 것으로 되어 있습니다. 옛날엔 남자 아이들도 봉선화물을 들였다고 하는군요. 이것은 봉선화가 나쁜 기운을 쫓아낸다고 믿었기 때문이었습니다. 봉선화를 장독대 주변에 많이 심었던 것도 같은 이유에서였습니다.
◆ 백 반
일반식 MM(SO)·12HO 또는 (SO)·(SO)·24HO로 나타낼 수 있는 복염(겹염)의 총칭. 명반(明礬)이라고도 한다. 이 가운데 M=K, M=Al인 KAl(SO)·12HO(칼륨알루미늄백반)는 아주 옛날부터 알려져 왔는데 이것이 최초로 백반이라 불렸다. 오늘날에도 일반적으로 백반이라 하면 이 칼륨알루미늄백반을 가리킬 때가 많다.
모두 아름다운 정팔면체를 이루며, 금속이온에 따라 각각 특징적인 성질을 나타내므로 이 금속이온의 이름으로 부른다(보통 M, M의 순서). 다만 칼륨과 알루미늄은 생략하여 부르는 경우도 많다.
종류 - 칼륨알루미늄백반, 암모늄백반, 암모늄철 백반, 크롬백반
봉숭아 꽃잎의 빨간 색소에 백반을 넣는 것은 이 화학물질의 "매염제"성질을 응용한 것 입니다.
특히 칼륨백반은 매염제 역할에 탁월한 기능을 가지고 있습니다. 여기서 말하는 매염제는 염료가 섬유에 잘 염색 되지 않을 때, 섬유 와 염료를 연결 시켜 주어 보다 쉽게 염색이 되게 하는 화학약품을 말 합니다.
? 명반의 발견 참고 자료 참조.
◆ 염료와 염색
봉숭아물이 드는 것은 그 안에 들어있는 염료 때문이다.
염료란 색을 띠고 있는 물질로, 이 물질이 물건의 표면에 달라붙는 것이 바로 물이 드는 현상, 즉 염색이다.
이 같은 염료는 물건 표면에 달라붙는 방식에 따라 분산염료·반응성염료·매염염료 등 세 가지로 분류된다.
분산염료란 염료의 아주 작은 알갱이들이 물체의 표면에 정전기적 인력이나 반데르발스 인력 등의 힘에 의해 달라붙는 종류의 염료를 말하며, 쉽게 물이 들지만 동시에 쉽게 떨어지기도 해색이 금방 빠진다.
반응성 염료는 염료 성분이 염색하고자 하는 물체의 표면에서 약간의 화학 반응을 일으켜 물체에 단단히 달라붙는 것이다. 쉽게 염색이 되진 않지만 일단 염색되면 색이 잘 빠지지 않고 오래가는 특징이 있다.
마지막으로 매염염료가 있는데, 이 염료는 염색을 할 때에 염료 외에 매개체(매염제)가 있어야 제 색깔이 나오고 염색이 되는 종류다.
매염제 없이 염색을 할 경우 색깔이 다르게 나오거나 아예 염색이 되지 않는다.
분산염료나 반응성 염료 중 매염염료의 성질을 띠는 게 있기도 하다.
봉숭아에 들어있는 염료는 일종의 매염 염료다.
봉숭아를 이용해 물을 들일 수 있는 까닭은 봉숭아꽃이나 잎 등에 들어있는 주황염료 때문이다. 꽃 색깔에 관계없이 흰 봉숭아꽃이나 초록색 잎으로 물을 들여도 붉은 물이 드는 것은 이 때문이다.
그러나 우리가 주변에서 흔히 볼 수 있는 꽃이나 잎은 매염염료의 성질을 띠는 주황색소를 갖고 있지 못하다. 따라서 봉숭아보다 빛깔이 더 진한 장미는 이 주황색소가 없기 때문에 아무리 백반을 많이 넣어도 손톱에 물이 들지 않는다.
10. 탐구를 통해 알게 된 점
손톱에 봉숭아물을 들일 때 넣는 명반이 염색이 잘 들게 하는 매염제 역할을 하고 매염제란 것이 무엇인지도 알게 되었다. 인터넷에서 검색했을 때는 소금을 넣어도 된다고 했는데 내가 한 실험에서는 소금보다 식초를 넣었을 때 더 물이 잘 들었다. 또 봉숭아의 잎 보다 붉은 봉숭아꽃으로 물을 들일 때 더 잘 되는 것도 알 수 있었다.
갑자기 문구점에 가면 파는 ‘봉숭아물들이기’는 어떨지 궁금해 사다가 빨리 실험해 보았다. 설명서에 가루를 되게 반죽하여 손톱에 올리고 10분~30분 기다리라고 적혀 있었다. 30분쯤 지나 이렇게 주황빛이 잘 들었다. 내가 직접 봉숭아로 8시간정도 한 거랑 별 차이가 없었다. 여기엔 더 강력한 매염제가 들어 있나 보다.
11. 탐구를 마치며
봉숭아물들이기는 여자들만 하는 것이고 많은 사람들에게 관심 없는 것이라 생각할 수도 있다. 하지만 여름철 우리나라의 전통 풍습인 봉숭아물들이기에 관심을 갖고 실험을 해 볼 수 있어 참 뜻 깊은 시간이었다.
내가 실험해야 하기 때문에 불편할 것 같아 주위 사람들의 도움을 많이 받았다. 봉숭아물은 그래도 예뻤지만 장미나 나팔꽃 시클라멘이 온 손가락에 물들어 며칠 고생한 ○○에게 감사하다고 말하고 싶다.
쉽게 바르고 지울 수 있는 매니큐어보다 우리나라의 풍습과 조상들의 뜻이 담겨있는 봉숭아물이 오늘따라 더 친근하게 느껴진다. 현명했던 우리 조상들의 다른 풍습에도 관심을 가져본다면 훌륭한 과학의 원리가 숨어 있을 것 같다.
12. 더 알아보고 싶은 점
- 봉숭아처럼 손톱에 물들일 수 있는 다른 식물(주황염료 가진 것)은 없을까?
- 백반, 소금, 식초 등의 어떤 화학 성분이 물을 잘 들이게 하는 것일까?
- 매염제의 양에 따라서도 차이가 있을까?
- 염색을 할 때 잘 되라고 따뜻하게 해 주는데 봉숭아물도 그럴까?
- 여러 식물이나 꽃등을 이용한 천연염색은 어떻게 되는 것이며 우리가 실생활에서 쉽게 할 수 있는 것은 없을까?
13. 참고 자료
네이버 지식인 www.naver.com
파란 지식바다 www.paran.com
명반의 발견 http://whasamo.com/web/%B0%FA%C7%D0%BB%F3%BD%C4/episode/ep11.htm
야후 백과사전 http://kr.ks.yahoo.com/service/ques_reply/ques_view.html?dnum=LAN&qnum=1196833
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