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(1) 탐구동기 : 방학 전 물상 시간에 배웠던 ‘혼합물의 분리’라는 단원에서 크로마토그래피라는 분리 법을 배웠다. 그 분리 법을 배울 때 펜의 색소를 분리하는 간단한 실험을 보았는데, 그 결과가 흥미로워서 다른 색들은 어떨까 하고 탐구해보게 되었다.
(2) 탐구의 절차와 방법 : 실험기간은 2006년 8월 12일 오후 9시 40분부터 13일 오전 1시 10분까지 였다. 총 세 차례에 걸친 실험은 9시 40분~10시 40분까지 1회, 10시 45분~11시 45분까지 2회, 0시 10분~1시 10분까지 3회의 실험을 하였다. 세가지 종류의 펜을 각각 빨강, 파랑, 검정색으로 세가지 씩 준비하여 실험하였다. 여러 가지 펜의 색소들을 검출하기 위해 크로마토그래피라는 분리방법을 사용하였는데, 1회에서는 Monami사의 잉크펜을 분리하였고, 2회에서는 젤펜의 색소를 분리하였고, 3회에서는 Monami사의 사인펜을 분리해 보았다. 실험도구로는 그릇과 나무젓가락, 빨대를 사용하여 그릇에 나무젓가락을 붙이고, 나무젓가락 위의 갈라진 부분에 빨대를 끼워 고정시킨 후 빨대에 펜을 그어놓은 종이를 붙여 사용하였다. 그리고 그릇에 물을 종이에는 닿고 펜으로 그어놓은 곳까지는 닿지 않을 만큼 물을 부어서 실험하였다. 실험 시작 전에 사진을 찍고, 실험 후에 다시 사진을 찍어 두 사진을 비교하는 방식으로 탐구하였다.
(3) 결과 및 해석 : 첫 번째 실험은 Monami사의 잉크펜의 색소를 분리해 보는 것이었다. 그래서 종이에 잉크펜을 빨강, 검정, 파랑의 순으로 표시를 해서 옆의 사진처럼 장치하여 9시 40분~10시 40분까지 기다렸다. 1시간 후 장치한 것을 살펴보니 사진처럼 물만 올라왔을 뿐 잉크의 색소는 전혀 분리되지 않았고, 번지지도 않았다.
두 번째 실험은 젤펜의 색소를 분리하는 실험이었다. 첫 번째와 같이 장치를 한 후 10시 45분~11시 45분까지 1시간 간 기다려보았다. 그러니 이번에는 첫 번째와는 달리 약간의 번짐이 관찰 되었다.
빨…(생략)
간 펜은 분홍색과 다홍색의 색소가 보였고, 검은 펜은 약간의 번짐만 있을 뿐 다른 색소가 보이지는 않았다. 파란 펜은 파랑색과 남색, 보라색의 색소를 관찰 할 수 있었다.
세 번째는 사인펜의 색소를 분리해 보았다. 이번에도 장치를 해놓고 0시 10분~1시 10분의 1시간 동안 기다려보았다. 세 번째 실험에서는 모든 실험 중 가장 많은 색소를 관찰 할 수 있었다. 게다가 물에 색소가 녹아서 처음의 표시가 거의 보이지 않았다.
빨간 펜에서는 주황, 다홍, 분홍, 노랑 등의 색소를 관찰할 수 있었다. 검은 펜에서는 남색과 보라색, 특이하게도 초록색도 섞여 있었다. 파란 펜에는 남색, 보라색, 하늘색, 군청색, 짙은 파란색 등을 관찰할 수 있었다.
실험한 내용을 표와 그래프로 정리해 보았다.
펜 종류
색깔
잉크펜
젤펜
사인펜
빨간펜
0
2
4
검정펜
0
0
3
파란펜
0
3
5
펜 종류와 색에 따라 관찰된 색소의 수
(4) 결론 : 위의 표와 그래프를 볼 때 파란 펜에서 가장 많은 색소를 관찰 할 수 있었고, 검정 펜에서 가장 적은 색소를 관찰했다. 사인펜이 가장 많은 색소를 분리했고, 잉크펜에서는 단 하나의 색소도 분리되지 않았다. 이를 통해 물에서 사인펜이 가장 많은 색소를 분리하고, 잉크펜은 물에 녹지 않는 다는 것을 알 수 있었다. 그리고 빨강펜이나 파랑펜 등에서 볼 수 있듯이 각각의 색깔은 비슷한 색깔들이 섞여서 만들어진 색이라는 것을 알 수 있었다. 그리고 검은색은 특이하게도 밝은 초록색이 섞여있는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 색이 섞이면 전혀 다른 색깔을 만들어 낼 수 있다는 것을 알게 해 주었다.
어릴 때 색깔이 섞이면 다른 색을 만들 수 있다는 걸 알았지만, 그 색들도 비슷한 여러 가지 색들이 섞여 만들어진 것이라는 걸 알게되어서 재미있었다. 비록 기다리는 시간은 지루했지만, 물이 종이를 따라 올라가면서 색소를 분리해내는 것이 내심 신기했다.
(5) 참고 문헌 : 중학교 2학년 과학교과서 - 금성출판사
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