20    년    월    일     요일   시간 :                날 씨 :            장   소 :

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똑딱이 손난로

조그만 충격에도 열을 내면서 쉽게 액체에서 고체로 굳어 버리는 아세트산나트륨의 성질을 이용하여

손난로를 만들어 보자.

[준비물] 한약용 비닐봉투, 아세트산나트륨, 똑딱이 금속, 일회용 스포이트

열 봉합기, 중탕세트( 비커 500~1000ml이상 1개, 알코올램프, 삼발이, 석면 ), 유리막대, 도가니 집게, 유성사인펜

[실험방법]

① 한약용 비닐 봉투에 유성사인펜으로 장식을 합니다.

② 아세트산나트륨 100g 과 마음에 드는 식용 색소 약 1/3 정도를 비닐 봉투에 넣습니다.

③ 물 12ml를 아세트산나트륨이 들어있는 봉투에 넣고 잘 저어줍니다.

☞ 물 12ml 는 포함되어 있는 스포이트(3ml)로 4회 정도 넣어주면 됩니다.

④ 똑딱이핀을 봉투 안에 넣고 열봉합기로 입구를 막습니다.

☞ 없을 경우 장갑을 끼고 직접 불로 지지거나, 전기인두(다리미)로 종이를 대고 그어줍니다.

⑤ 한약 봉투를 중탕 가열하여 내용물이 완전히 녹아 투명해 지도록 합니다.< 화재 및 화상 주의 >

⑥ 완전히 다 녹은 것을 확인 했으면 꺼내어 밖에 두고 식힙니다.

☞ 비닐 봉투를 꺼낼 때 도가니 집게를 사용하시고, 화상에 주의하세요.

☞ 식힐 때는 만지지 말고 그냥 두세요. 식히다가 결정이 생기면 다시 가열해야 합니다.

⑦ 약간 차가운 느낌이 들 정도로 식으면 똑딱이를 여러 번 꺽어 봅니다.

☞어떻게 되었나요?_______________________________________________________________

⑧ 완전히 굳으면 뜨거운 물에 넣어 여러 번 사용할 수 있습니다.

* 실험 시 주의 사항 *

1. 열 봉합기가 준비되지 않아 전기인두 또는 다리미를 사용할 때에는 비닐 봉투가 잘 막아졌는지 반드시 확인 하세요. 잘 막히지 않으면 화상의 우려가 있습니다.

2. 비닐 봉투를 중탕 가열할 때는 봉투가 완전히 잠기도록 하여, 다 녹을 때 까지 끓여 줍니다.

3. 중탕 가열할 때 화재 및 화상에 주의하세요.

4. 비닐 봉투를 식힐 때는 바닥에 눕혀 놓고 만지지 마세요.

[확인 학습]

1. 똑딱이가 갖추어야 할 조건은 무엇일까요?

2. 똑딱이를 꺽으면 손난로에서 열이 나는 이유는 무엇일까요?

3. 물질이 반응을 일으킬 때 열을 내면서 일어나는 반응을 무엇이라 할까요?

[원리 학습]

아세트산나트륨((CH3COONa․3H2O)을 가열하면 녹게 됩니다. 따라서 녹은 용액은 많은 열에너지를 포함하게 됩니다. 이 열에너지가 나중에 다시 굳을 때 방출되는 것이지요. 그러면 똑딱이의 역할은 뭐냐구요? 녹은 용액을 찬 물에 담가 식히면 다시 결정으로 굳어야 하는데도 식히면 그대로 녹아있습니다. 이 용액은 과포화 상태라고 부르는데, 아주 불안정하기 때문에 약간의 자극을 주면 한꺼번에 결정으로 굳게 되지요. 그 자극이 바로 똑딱이를 앞뒤로 꺾어주는 것입니다. 그 충격으로 인해 결정이 생기면서 굳으면 저장하고 있던 열이 한꺼번에 방출되기 때문에 손난로의 역할을 할 수 있게 되는 것입니다. 똑딱이는 아세트산나트륨 용액에 자극을 줄 수 있는 물체여야 하지요.

또한 용액 상태의 아세트산나트륨이 고체로 변하면서 열을 방출하는데 이러한 반응을 발열 반응( 發熱反應 )이라 합니다.

반대로 열을 흡수하면서 일어나는 반응을 흡열 반응( 吸熱反應 )이라 하고, 그 예로는 알콜을 피부에 바르면 액체인 알콜이 기체가 되면서 열을 흡수하여 피부가 시원해지지요.

[느낀점]