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은나무 만들기

금속의 이온화경향을 이용하여 질산은 용액속의 은이온을 석출시켜 아름다운 은나무를 만들어 봅시다.

패트리디쉬, 한천, 질산은, 구리조각, 스틱

비커 1개, 가열장치 1세트, 면장갑, 핀셋, 투명셀로판테이프

[한천배지 만들기]

① [1인] 작은 비커에 만들어 놓은 질산은 용액 20ml를 넣고 가열을 시작합니다.

☞ 1% 질산은 용액 만들기 : 물 100ml 에 질산은 1g 을 넣고 잘 저어줍니다. [ 10인 = 200ml 필요 ]

② [1인] 용액이 따뜻해지면 한천 0.5g을 넣으면서 잘 저어줍니다.

☞ 한천은 약 90℃(끓기 직전)에서 녹습니다. 투명하게 완전히 녹으면 가열을 멈춥니다.

☞ 녹을 때 까지 계속 저어주어야 합니다. [장갑 착용][화재 및 화상주의]

③ 한천용액은 약 40~50℃에서 굳기 시작하므로 그 전에 패트리디쉬에 2/3 정도 부어줍니다.

☞ 거품이 없도록 조심해서 붓도록 하고, 거품이 생기면 숟가락 등으로 걷어냅니다.

☞ 약 10분이면 굳습니다. 굳기 전까지 만지지 말고, 서늘한 곳이면 더욱 빨리 굳습니다.

[금속나무 만들기]

① 완전히 굳은 질산은-한천배지에 핀셋을 사용하여 구리조각(1~2알)을 심습니다.

☞ 위치와 개수는 자유롭게 정하여 심으세요. 나만의 은나무를 만들 수 있습니다.

☞ 만들어진 배지에 손을 대면 자국이 남습니다. 핀셋을 사용하세요.

② 패트리디쉬의 뚜껑을 덮고 시간별로 관찰하여봅니다.

③ 뚜껑에 수증기가 찰 수 있습니다. 닦아주세요.

④ 하루가 지난 뒤 패트리디쉬의 뚜껑과 몸체를 투명테이프로 붙여 고정시킵니다.

1. 한천용액을 만들 때는 질산은 용액을 비커에 먼저 넣고 따뜻해진 뒤에 한천가루를 넣어야 잘 녹습니다.

2. 가열한 한천용액은 뜨거우므로 화상에 조심하세요.

3. 질산은은 피부에 닿으면 검은 반점을 남깁니다. 손에 직접 닿지 않도록 주의하세요.

1. 구리조각 주위에 어떤 현상이 나타났나요?

2. 시간대 별로 은나무의 자라는 현상을 관찰 기록하여 봅시다.

10분	30분	60분	3시간	6시간	12시간	24시간

(금속 나무의 크기, 모양을 상세히 기록하세요.)

2. 구리조각 주변에서 일어나는 현상을 설명하여 봅시다.

은나무와 납나무가 자라는 현상을 관찰하였나요?

이 실험은 금속이 물속에서 이온으로 되려는 성질인 이온화 경향의 차이에 의한 현상입니다. 이온화 경향이 작은 금속(이온으로 되기 어려운 금속)의 수용액에 이온화 경향이 큰 금속(이온이 되기 쉬운 금속)을 넣어 주면 용액중의 이온이 결정으로 석출되어 마치 나뭇잎과 같은 금속결정이 만들어지게 됩니다.

그래서 이런 결정을 금속수(金屬樹, 금속나무) 라 합니다.

금속들의 이온화경향은 다음과 같습니다.

K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > (H+) > Cu > Hg > Ag

질산은 용액의 은이온은 구리보다 이온화경향이 작으므로,

2Ag+(aq) + Cu(s) → 2Ag(s) + Cu+2(aq)

구리는 녹아 이온으로 되고, 은은 금속으로 석출이 되어 결정이 됩니다.

질산납 용액의 납이온은 아연보다 이온화경향이 작으므로,

Pb+2(aq) + Zn(s) → Pb(s) + Zn+2(aq)

아연은 녹아 이온으로 되고, 납은 금속으로 석출되어 결정이 됩니다.