구슬이 동동 무거우면 아래로 가벼우면 위로
준비물 체크!! ✔✔ ✔ □ 플라스틱병, 투명컵, 숟가락, 소금 □ 이소프로필 알코올, 막대, 색소 □ 색구슬, 야광 구슬 ※물은 들어있지 않습니다. 따로 준비해주세요. **주의하세요! 이소 프로필 알코올이 피부에 묻지 않게 주의하세요. 피부에 묻으면 물로 바로 씻으세요.
1 2 3 4 5 6 만드는 방법 물 20mL(투명 컵 1/3)에 소금 5g(약 3스푼)을 넣고 완전히 녹이세요. ※소금을 녹인 후 더 녹지 않아 남을 경우 위의 맑은 물을 사용하세요. 2 소금물을 플라스틱병에 넣고 이소프로필 알코올 20mL를 넣으세요 ※소금물과 이소프로필 알코올의 양은 1:1로 합니다. 3 소금물과 이소프로필 알코올이 담긴 병에 색 구슬과 야광 구슬을 넣습니다. 4 색소를 약간 넣고 병뚜껑을 닫습니다. ※색소를 너무 많이 넣으면 밀도차 관찰이 잘되지 않을 수 있습니다. 5 병을 흔들어 용액을 섞은 후 기포가 사라질 때까지 기다리세요. 구슬의 위치를 확인합니다. 6 기포가 사라진 후 다시 병을 흔들어 용액을 섞고 구슬의 위치 변화를 관찰합니다.
개념 이해하기 야광 구슬과 색 구슬이 두 용액의 경계면에서 만나는 이유는 소금물, 이소프로필 알코올, 야광/색 구슬의 비중이 다르기 때문입니다. 이소프로필 알코올의 비중은 물보다 작은 0.786이고 소금물은 물보다 비중이 큽니다. 따라서 두 용액이 만나면 이소프로필 알코올이 위로 소금물이 아래로 움직이게 되는 것입니다. 병을 흔들어 두 액체를 섞는 순간 용액의 밀도가 비슷해지는데, 이때 용액과 구슬의 밀도에 따라 위아래로 나뉩니다. 시간이 지나면서 두 액체가 나누어지고 밀도차에 의해 구슬이 가운데로 모이게 됩니다. 즉, 이소프로필 알코올보다 밀도가 높은 야광 구슬은 아래로 내려오며, 소금물보다 밀도가 낮은 색 구슬은 위로 올라가게 됩니다. ※각 물질의 밀도차 소금물 > 색 구슬 > 야광 구슬 > 이소프로필 알코올(0.786)
읽을거리 비중 VS 밀도 통상적으로 비중과 밀도를 같은 개념으로 이해하고 사용합니다. 하지만 두 가지 용어에는 개념차이가 있습니다. 비중이란 1기압 4℃ 일 때 물의 비중을 1로 잡고 같은 부피의 다른 물질을 비교한 값입니다. 즉 같은 부피의 물에 비해 질량이 몇 배인가를 말합니다. 비중이 1보다 작으면 물에 뜨고 크면 가라앉습니다. 밀도란 단위부피당 질량을 말합니다. 물질의 질량을 부피로 나눈 값으로 물질마다 고유한 값을 가집니다. 밀도의 단위는 g/㎖, g/㎤ 등을 주로 사용합니다. 2. 소금물이 물보다 비중이 큰 이유 소금을 포함한 대부분 고체는 물보다 밀도가 높습니다. 그래서 물에 녹으면 고체일 때보다 밀도가 낮아집니다. 하지만 소금물의 경우 소금이 녹더라도 부피변화가 없는 상태에서 녹은 소금만큼 질량이 늘어나기 때문에 밀도가 증가하는 것입니다.
정리하기 1. 소금물이 담긴 병에 이소프로필 알코올을 넣으면 어떻게 되는지 적어봅시다. ( 두 물질이 반응하여 처음에 흰색으로 흐려지고 기포가 생긴다. ) 해설 : 이소프로필 알코올은 독특한 냄새가 나는 휘발성 액체로 인화성이 있습니다. 물, 에테르, 아세톤 등에 잘 녹으며 비중은 0.786입니다. 소금물의 경우 비중이 1인 물보다 비중이 크기 때문에 두 물질을 섞으면 이소프로필 알코올이 위로 움직이게 됩니다. 2. 구슬의 위치가 변하는 이유는 무엇인지 적어봅시다. ( 병을 흔들어 두 액체를 섞는 순간 용액의 밀도가 비슷해지는데, 이때 용액과 구슬의 밀도에 따라 위아래로 나뉩니다. 시간이 지나면서 두 액체가 나누어지고 밀도차에 의해 구슬이 가운데로 모이게 됩니다. 즉, 이소프로필 알코올보다 밀도가 높은 야광 구슬은 아래로 내려오며, 소금물보다 밀도가 낮은 색 구슬은 위로 올라가게 됩니다. ) ※각 물질의 밀도차 소금물 > 색 구슬 > 야광 구슬 > 이소프로필 알코올(0.786)