◎ 미리생각해보기

불꽃축제는 어두운 하늘을 화려하게 수놓으며 좋은 기억과 추억을 가지게 합니다. 어떻게 폭죽이 여러 가지 아름다운 색깔을 내면서 크게 폭발을 하는 것일까요?

불꽃축제에 쓰이는 화약 재료 속에는 알루미늄이나 마그네슘 가루를 혼합하면 불꽃이 매우 화려한 빛을 내게 됩니다. 불꽃 탄의 기본재료에 리튬을 혼합하면 붉은색을 내고, 구리 성분을 혼합하면 청색이 내기 때문에 밤하늘에 아름다운 불꽃을 남기게 됩니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변 지역을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

마그네슘 가루는 웨잉디쉬에 미리 덜어둡니다.

불을 붙일 때 화재가 나지 않도록 조심하도록 합니다.

가루양초를 양초용기에 넣기 전에 심지에 마그네슘 가루를 묻혀줍니다.

1. 양초 용기의 크기를 고려하여 그림과 같이 공예철사를 이용해 촛대를 만듭니다. (주의! 공예철사 사용 시 다치지 않게 주의합니 다.)	2. 티라이트 초에 불을 붙인 후, 입으로 불어 초를 꺼봅니다.

3. 웨잉디쉬에 덜어 놓은 마그네슘 가루를 심지에 듬뿍 묻힙니다.	4. 양초 용기 가운데에 탭심지를 세웁니다. (주의! 심지가 구부려지지 않도록 주의합니다.) (주의! 양면테이프를 이용하여 탭심지를 고정시키면 더욱 좋습니다.)

◎ 실험방법

5. 두 가지색의 가루 양초를 그림과 같이 넣어줍니다. (주의! 가루 양초가 흘리지 않도록 조심히 넣습니다.)	6. 마그네슘 가루가 묻은 심지에 불을 붙인 후, 10초 뒤 입으로 불어 초를 꺼봅니다.

7. 마그네슘 가루를 묻히지 않은 티라이트 초와 마그네슘 가루를 묻힌 가루 양초를 비교합니다.	8. 1번에서 만든 촛대를 이용하여 가루 양초를 꾸며 장식합니다.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 티라이트 초와 마그네슘이 묻은 가루 양초를 불었을 때의 차이를 비교해보세요.

2. 마그네슘을 묻힌 촛불을 불 때 어떠한 현상이 일어나게 되나요?

⇒ 불꽃이 다시 타오르는 것을 볼 수 있습니다.

3. 불꽃이 다시 타오르는 이유가 왜 그런지 생각해 보세요.

◎ 원리이해

1. 연소

연소란 어떤 물질이 공기 중의 산소와 빠르게 반응하여 빛과 열을 내며 타는 현상입니다.     연소가 일어나기 위해서는 꼭 필요한 조건이 있습니다. 연소의 조건은 연료, 산소, 발화점      으로 3가지입니다. 연료는 나무나 석탄, 석유 등 불을 붙이면 쉽게 타고 산소와 반응하여      열과 빛을 내는 물질을 통틀어 말합니다. 산소는 연소에 일정량 이상이 있어야 합니다. 불      이 타오르고 있는 중간에라도 산소가 지속적해서 공급되지 않으면 불꽃이 꺼지게 됩니다.      발화점은 물체가 연소할 때의 가장 낮은 온도를 말하는데, 발화점 이상의 온도가 있을 때      연소가 가능하며, 발화점은 물질에 따라 다릅니다.

2. 양초의 연소

양초는 파라핀과 심지로 이루어져 있습니다. 파라핀은 탄소와 수소가 공기 중의 산소와      결합하여 반응하면서 열과 빛을 내는 것입니다. 이때 고체의 파라민이 녹아서 액체가          되고 이 액체가 심지를 타고 위로 올라가면서 심지 상부에서 액체의 파라핀이 기화되면서     기화된 파라핀 증기가 타는 것입니다. 물질을 연소하였을 때 구성하고 있던 분자가 산소와

결합하여 다른 분자가 되는 것을 화학적 변화라고 합니다. 물질을 구성하는 분자와 산소가     결합하여 둘이 가지고 있던 내부에너지가 줄어들게 되는데, 이 줄어든 에너지만큼 빛과 열     이 방출됩니다. 물질이 고체 상태에서 액체 상태로 변화할 때 물질을 구성하는 분자는 변하     지 않으므로 물리적 변화입니다. 양초에 해당하는 물리적 변화는 양초의 초 부분이 액체, 고     체상 태로 변하는 것입니다. 화학적 변화는 양초의 심지 부분이 불에 타 까만 재로 변하는     것입니다.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

3. 금속의 반응성

금속의 반응성은 크면 클수록 연소가 되기 쉽습니다. 반응성의 순서는 K(칼륨)>Ca(칼슘)>Na(나트륨)>Mg(마그네슘)>Al(알루미늄)>Zn(아연)>Fe(철)>Ni(니켈)>Sb(주석)>Pb(납)>H(수소)>Cu(구리)>Hg(수은)>Ag(은)>Pt(백금)>Au(금)입니다.

실험에서 마그네슘을 쓰는 이유는 칼슘이나 칼슘, 나트륨을 사용하면 마그네슘보다 반응성이 크나 폭발할 가능성도 더 높아 안정상의 문제로 쓰는 것은 무리가 있으므로, 상대적으로 안전한 마그네슘을 쓰는 것입니다.

학습목표

연소 반응에 대해 알아보고,

마그네슘을 이용하여 꺼지지 않는 양초를 만들어 봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

◎ 미리생각해보기

불꽃축제는 어두운 하늘을 화려하게 수놓으며 좋은 기억과 추억을 가지게 합니다. 어떻게 폭죽이 여러 가지 아름다운 색깔을 내면서 크게 폭발을 하는 것일까요?

개인별 : 마그네슘 가루 1g(단체), 가루양초1 7g, 가루양초2 7g, 티라이트 초 1개, 웨잉디쉬 1개, 공예철사 60cm, 탭심지 1개, 양초 용기 1개

※ 직접준비해주세요.(테이프, 가위, 성냥 or 라이터등)

◎ 실험준비물

1.  티라이트 초와 마그네슘이 묻은 가루 양초를 불었을 때의 차이를 비교해보세요.

2. 마그네슘을 묻힌 촛불을 불 때 어떠한 현상이 일어나게 되나요?

3. 불꽃이 다시 타오르는 이유가 왜 그런지 생각해 보세요.

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점