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산소구성비 측정 목록

조회 : 9871 | 2010-01-18


[ 실험개요 ]


공기 중 산소의 부피구성비를 실험을 통해 측정해보자.

(1) 피로갈롤을 이용한 측정
(2) 구리의 산화를 이용한 측정



[ 실험재료 ]
피로갈롤 수용액, 수산화나트륨 수용액5ml 주사기 2개, 3-way cock, 구리산화실험 키트(미니스탠드, 유리관, 구리판, 5ml 주사기 2개, 미니알콜램프)



[ 실험과정 ]
(1) 피로갈롤 수용액을 이용한 산소의 부피구성비 측정

1-1. 수산화나트륨 수용액 1ml를 주사기에 넣은 후 공기를 3ml 채운다.
1-2. 다른 주사기에는 피로갈롤 수용액 2ml를 주입한다.
1-3. 각각의 주사기를 3-way cock으로 연결한다. (콕의 방향 주의!)
1-4. 피로갈롤 수용액을 공기가 들어있는 주사기 쪽으로 주입한 다음 콕을 돌려서 공기가 들어있는 주사기를 잠근다.
1-5. 주사기를 흔들어 주면 수용액의 색이 변하는 것을 볼 수 있다.
1-6. 이때 공기의 부피를 확인 해 보자. 공기의 부피가 줄어든 것을 볼 수 있다.
(3ml였던 공기의 부피가 2.4ml로 감소한 것을 볼 수 있다 - 20% 감소)






(2) 구리의 산화를 이용한 산소구성비 측정

2-1. 알콜램프를 실험키트에 고정한다.
2-2. 한 쪽의 주사기에 5ml의 공기를 주입한다.
2-3. 구리가 들어있는 유리관 양쪽으로 5ml의 공기를 주입한 주사기와 공기가 주입되지 않은 주사기를 연결한다.
2-4. 유리관으로 연결한 주사기를 스탠드에 고정한다.
2-5. 알코올램프에 불을 붙여 유리관 속의 구리를 가열한다.
2-6. 산화구리가 충분히 생성되면 알코올램프의 불을 끈 후 공기가 주입된 주사기의 피스톤을 밀어준다.
2-7. 주사기 속의 남은 공기의 부피를 측정해 보자.
(공기의 부피가 4ml가 된 것을 볼 수 있다)




(1) 피로갈롤 수용액을 이용한 산소의 부피구성비 측정






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(2) 구리의 산화를 이용한 산소구성비 측정












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[ 실험원리 ]
공기 중에는 산소를 비롯해서 여러가지 물질이 혼합이 되어 있는데 이 중에서 산소가 포함하는 부피를 알아보는 실험이다.

피로갈롤 용액은 산소만을 흡수하는 성질이 있고 산화구리는 공기중에 산소를 없애는 역할을 하기 때문에 공기 중의 산소의 부피비를 측정하는데 사용할 수 있다. 



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[ 알아보기 ]
• 피로갈롤(Pyrogallol, 1,2,3-Benzenetriol)

흰색의 결정체로 3가 페놀에 속하고 자연계에서는 식물체에 주로 존재한다. 물에 잘 용해되며 알코올, 에테르 등에도 용해된다. 알칼리성 수용액은 환원성이 매우 강하며 산소를 잘 흡수하는 성질이 있어서 공기 중 산소의 구성비를 구하는 실험에 이용된다. 수용액은 무색이지만 염기성 피로갈롤 수용액은 산소를 흡수하여 흑갈색(또는 보라색)으로 변색되며 피로갈롤 수용액 자체도 산화가 잘 되어서 색이 연갈색으로 변하며, 이 때문에 오랫동안 보관하기 힘들어서 실험할 때마다 즉시 용액을 만들어서 사용하는 것이 좋다. 손이나 테이블에 묻을 경우 시간이 지나면 갈색으로 변색되므로 주의한다. 흑백사진의 현상액으로 이용하기도 했으나 현재는 거의 사용되지 않는다. 


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[ 관련단원 ]
고등학교 화학I 공기단원(공기 중 산소의 부피구성비)





[ 참고문헌 ]
• 피로갈롤
한국산업안전보건공단 http://ncis.nier.go.kr/main/Main.jsp
위키디피아 http://en.wikipedia.org/wiki/Pyrogallol

• 실험방법
고등학교 화학I p62(교학사, 윤용 외 3인)
고등학교 화학I p57(금성교과서, 서정쌍 외 6인)

|실험| 보인고등학교 김현화 선생님




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