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

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철이온의 변신

철 이온이 결합한 이온이나 분자에 따라 다양한 색을 나타내는 것을 이용하여 재미있는 그림을 그려봅니다.

★배위결합(=공여결합,配位結合, coordinate covalent bond)이란 무엇인가요?

FeCl3용액, KSCN, K4Fe(CN)6, 탄닌산, 비커, 스틱, 라벨, 스프레이용기, 붓, 도화지, 액자틀            물, 필기도구, 풀(셀로판테이프) 신문지

1. 용액만들기(비커와 스프레이 용기에 라벨을 먼저 붙이고 실시합니다.)

A. FeCl3(염화제2철)용액 : 용액이 들어있는 병뚜껑을 스프레이용 뚜껑으로 바꾸어 잘 잠급니다.

B. KSCN(티오시안화칼륨)용액 : 물 20ml에 KSCN 20g을 넣은 다음 잘 녹입니다.

C. K4Fe(CN)6(페리시안화칼륨)용액 : 물 20ml에 K4Fe(CN)6 5g을 넣은 다음 잘 녹입니다.

D. 탄닌산 용액 : 물 20ml에 탄닌산 5g을 넣은 다음 잘 녹입니다.

2. 도화지를 2등분 하여 준비합니다.

3. 잘라둔 도화지에 세가지(B,C,D) 용액의 이름을 쓴 다음, 붓으로 세가지(B,C,D) 용액을 칠하여 말립니다. 붓에도 라벨을 붙여 용액들이 섞이지 않도록 주의합니다.

4. 신문지를 넓게 깔고 그 위에 색칠한 도화지를 놓은 다음 멀리서 A용액을 뿌려줍니다. 각 용액은 어떤 색으로 바뀌었나요?

5. 용액의 색깔 변신을 이용하여 여러 가지 그림을 그려보고, 액자틀에 끼워 완성합니다.(액자크기 18cm× 25cm, 그림크기 13cm× 20cm)

1. 각 용액은 충분히 저어 완전히 녹여주세요.

2. 염화제2철 용액을 스프레이로 뿌릴 때, 거리와 그 양을 조금씩 조절하여 색의 변화를 조절합니다. 한번에 너무 많이 뿌리면 모두 시커먼 색이 됩니다.

★각 용액이 철이온(FeCl3용액)과 결합하여 어떤 색을 나타내게 되었나요?

FeCl3 +KSCN : _________

FeCl3 +K4Fe(CN)6 : _________

FeCl3 +탄닌산 : _________

두 원자가 결합할 때 한쪽에서만 전자를 주는 결합을 배위결합이라 부르는데, 이때 전자를 주게 되는 주로 금속원자를 중심금속원자, 그 주변에서 전자를 받으며 결합하는 원자 또는 분자를 리간드(Ligand)라 부릅니다.

철 이온(중심금속원자)은 그 결합하는 리간드에 따라 나타나는 색이 달라지는데,

이번 실험에서는

Fe(H2O)63+ + SCN- →

[Fe(H2O)5SCN]2+(빨간색) + H2O

4Fe(H2O)63+ + 3Fe(CN)64- →

Fe4[Fe(CN)6]3(s)(파란색) + 24H2O

Fe3+ + 탄닌산 → 검은색착물

이렇게 3가지의 색이 나타난 것입니다.<위 그림은 이해를 돕기 위해 아주 간단히 나타내었습니다.>

1. 도화지에 연필 또는 네임펜(유성펜)으로 밑그림을 그립니다.(색연필 꾸미기 가능)

2. 붓을 이용하여 원하는 용액을 칠합니다.

말린 후 덧칠하기를 반복하면 더 진한 색이 나옵니다.

번지기 쉬우니 칠할 면 보다 좀 작게 칠합니다.

3. 마른 후 염화철용액을 멀리서 조금씩 뿌립니다.

4. 액자를 조립한 다음 끼워 완성합니다.