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반응전과 반응 후의 물질의 질량
1. 실험자 :
2. 실험 제목 : 화학 반응 전과 후의 물질의 질량
3. 실험 목표 : 화학 반응 전과 반응후에 물질의 질량이 변하지 않음을 확인할 수 있다.
4. 실험 준비물 : 플라스틱병, 테이프, 저울, 탄화칼슘, 물, 이쑤시개(분동의 질량이 맞지 않을 때 분동 대신 사용하여 질량을 맞춤)
5. 실험시 유의사항
1) 폐액은 지정된 용기에 모은다.
2) 실험기구는 깨끗이 세척하고, 뚜껑은 말린다.
3) 저울의 수평을 정확히 맞춘다.
4) 아세틸렌은 인화성이 강해 불이 붙기 쉬우므로 불씨가 없는 장소에서 실험하도록 한다.
5) 1g = 1000mg (100g = 0.1)
6. 실험 과정
① 플라스틱병 뚜껑 안쪽에 작은 탄화칼슘 조각을 놓고, 작은 구멍 2～3개를 낸 테이프로 붙이자.
② 플라스틱병에 물을 1/5쯤 넣은 후 뚜껑을 닫고 질량을 제자(a).
③ 플라스틱병을 거꾸로 세워 반응이 일어난 후 질량을 재자(b).
④ 플라스틱병을 바로 세워 뚜껑을 열어 놓고 질량을 재자(c).
⑤ 측정한 질량을 표에 정리한다.
7. 실험 결과
1) 탄산칼슘에 물을 가하면 아세틸렌 기체와 수산화 칼슘이 생성된다. 이 반응 에서는 생성 물질이 반응 물질과 성질이 전혀 다른 물질이 생성되는 화학 반응이라고 할 수 있다.
탄산 칼슘 + 물 → 아세틸렌 + 수산화칼슘
CaC₂ + H₂0 → C₂H₂ + Ca(OH)₂
2) (a)와, (b)의 질량이 145g 으로 화학 반응 전과 반응 후의 질량이다. 이것으로 보아 화학반응이 일어나 물질이 변할 때 물질의 총 질량은 반응 후 생성된 총 질량과 같다는 질량 보존의 법칙이 성립하다.
(a) = (b)
3) 이 실…(생략)
험에서 (a), (b)에서는 질량이 변하지 않았지만, (C)에서는 질량이 다르게 나왔다. (C)가 (a)보다 질량이 7g 이 작게 나온 것이다. 그 이유는 뚜껑을 열었을 때 공기보다 밀도가 작은 기체인 아세틸렌의 공기 중으로 달아나 버렸기 때문이다.
8. 결론
? 물과 탄산칼슘이 반응하면 아세틸렌 (C₂H₂) 과 수산화칼슘(Ca(OH)₂)이 생성되는데, 화학 반응에서 질량 보존의 법칙에 의해 반응 물질과 생성 물질의 총질량은 변하지 않는다.
? 밀폐된 곳에서 반응이 일어나면, 반응 전후의 질량은 항상 보존된다.
? 물과 탄산칼슘이 반응하면 아세틸렌과 수산화칼슘이 발생하는데, 닫힌 공간에서는 생성된 기체가 빠져 나가지 못하므로 반응 물질의 총질량과 생성 물질의 총질량은 서로 같지만, 뚜껑을 연 후 즉, 열린 공간에서는 생성된 기체가 빠져 나가므로 빠져나간 기체의 질량만큼 질량이 감소한다.
9. 더 알 아 보기
☆ 질량 보존의 법칙
? 화학 반응이 일어나 물질이 변할 때 반응 물질의 총질량은 반응 후 생성된 물질의 총질량과 같다.
? 질량 보존의 법칙은 반응 전 반응 물질의 총질량과 반응 후 생성 물질의 총질량이 서로 같다는 것으로, 물리 변화와 화학 변화 모두에서 성립한다는 법칙이다. 단, 기체가 포함하는 반응은 닫힌 공간에서 반응이 일어날 때만 질량 보존의 법칙이 성립한다.
? 질량 보존의 법칙을 확인하는 실험에서 반응물질이나 생성 물질 중에 기체가 없으면 밀폐된 용기에서 반응시켜야 한다.
★ 탄화 칼슘이란?
카바이트란 이름으로 시판되고 있다. 카바이트는 탄소 성분이 두 원자 포함된 데에서 유래한 것으로 전에는 밤에 야외에서 낚시할 때나 노점상들이 불을 켜기 위해 많이 사용하였다.
10. 느낀 점
물과 탄산칼슘의 반응이 화학반응이고, 또 그것이 질량반응의 법칙이라는 성질에 의해 질량이 변하지 않는 다는 사실은 나를 너무 흥미롭게 한 것 같다. 사실 처음에는 처음 들어 보는 법칙들과 어려운 사실들이 조금 힘들었지만, 이렇게 재밌게 실험을 하고 나니 질량 보존의 법칙이라는 법칙이 아주 쉽게 가까이 다가 온 것 같다.
역시 실험을 하면 과학 원리가 더욱 쉽게 들어오는 것 같다. 이 실험을 한 후 더 궁금한 점 탄산칼슘에 대해서도 알아보기도 하고, 궁금증도 스스로 해결하고 나니 더욱 더 보람 있었다.
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