◎ 미리생각해보기

소금이 많이 들어간 짠 음식을 먹으면 물을 많이 마시게 됩니다. 왜 그런 것인가요?

신장에서는 나트륨, 칼륨 등의 양이온에 의해 삼투압 현상이 일어납니다. 소금을 많이 섭취할 경우 세포 속 나트륨이온(Na+) 보다 세포 밖 나트륨이온이 증가하여 신장 속 근위세뇨관 상피세포를 통해서 수분이 빠져 나갑니다.이 결과 갈증을 많이 느껴 물을 찾게 되고, 주기적으로 소금을 많이 먹게 되면 이온불균형으로 몸의 칼슘 등이 빠져나가 성장기에 키가 자라지 않게 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!

증류수 20ml를 크롬산칼륨 병에 넣어 녹여줍니다.

질산은 수용액은 2.5oz컵에 각각 2ml씩 나누어줍니다.

시간 혹은 여건상 과자준비가 어렵다면 키트에 포함된 소금에 증류수 100ml를 넣어 사용할 수 있습니다.

1. 과자를 지퍼백에 넣어 잘게 부수고 증류수 20ml를 넣어 섞습니다. (주의! 지퍼백이 찢어지거나 터지지 않도록 주의합니다. 염분을 측정하기에 좋은 과자의 적정량을 약 3g입니다.)	2. 거름종이와 2.5oz 종이컵으로 과자용액을 거릅니다.

5. 실험군에 질산은 수용액을 방울방울 떨어뜨려 대조군 용액과 같은 색이 나올 때 까지 막대로 저으며 적정합니다.	6. 적정에 사용된 질산은 수용액의 부피를 측정하고 계산식에 넣어 염분의 함량을 계산합니다.

◎ 실험방법

3. 과자용액 혹은 소금물 2ml를 채취해 6.5oz 종이컵에 넣고, 증류수 20ml와 크롬산칼륨수용액 2ml를 섞어 실험군을 만듭니다.	4. 2.5oz종이컵에 증류수 22ml와 크롬산칼륨 수용액 2ml를 넣고, 주사기로 질산은수용액을 1~2방울을 떨어 뜨려 색변화 관찰용 대조군을 만듭니다.

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◎ 실험결과 및 생각해보기

염분이 들어 있는 용액의 색은 어떻게 변하였나요?

⇒ 밝은 노랑색에서 짙은 갈색으로 변했습니다.

그렇게 되는 이유는 무엇일까요?

⇒ 적정 중 은이온(Ag+)과 염소이온(Cl-)의 결합이 더 안정하여 우선적으로 반응합니다. 적정이 완료되는 시점에는 은이온이 반응할 염소이온이 없기 때문에 지시약으로 넣어준 크롬산이온과 반응하여 짙은 갈색을 나타내게 됩니다.(적정 중 은이온이 크롬산이온과 반응하여 갈색이 나오지만 자발적으로 떨어져 염소이온과 다시 결합합니다.)

3. 실험 결과표

	소금물	과자1	과자2
넣어준 질산은의 양(㎖)	㎖	㎖	㎖
검출된 소금의 양(㎎)	㎎	㎎	㎎

계산식 : 미지의 시료 속 염분 함량

= 질산은 농도(㏖/㎖) x 들어간 질산은의 양(㎖) x NaCl 분자량(g/㏖) x 전체 시료의 양(㎖) / 채취 시료의 양(㎖)

0.1㏖	58.5g	20㎖

x  ㎖ x  x  = 소금의 양(g)

1000㎖	1㏖	㎖

0.1㏖	23g	20㎖

x  ㎖ x  x  = 나트륨의 양(g)

1000㎖	1㏖	㎖

※제공된 소금(0.5~0.6g)을 이용해 실험한 경우, 물을 100ml 넣어 주었기 때문에 전체 시료의 양은 20ml가 아닌 100ml를 넣고 계산해 주시면 됩니다.

◎ 원리이해

1. 적정

분석화학에서 사용하는 분석 방법 중 하나로 이미 알고 있는 성분의 양을 측정할 때 사용합니다.

2. 소금

소금(NaCl)은 우리 몸의 신경전달에 중요한 역할을 하는 나트륨(Na)을 함유하고 있는 대표 식품입니다.

필수 영양소인 나트륨을 과다 섭취할 경우, 칼슘(Ca)등의 흡수를 방해 하여 성장기 어린이의 키가 자라지 않고 골다공증의 원인이 됩니다.

3. 실험 예시

50g 과자 1봉지에서 과자 5g을 꺼내어 부수고 증류수 20ml를 넣어서 소금(NaCl)을 녹입니다.

과자 속 소금이 녹은 용액 20ml중 2ml를 채취하여 종이컵에 담고, 증류수 20ml와 크롬산칼륨 수용액 2ml를 종이컵에 넣습니다.(종이컵에 증류수 20ml를 추가로 넣는 이유는 농도를 낮추어 색변화 관찰시 오차를 줄이기 위함입니다.) 질산은 수용액으로 종이컵의 용액을 적정합니다. 만약 질산은 수용액 1ml가 들어가 용액의 색이 변하였다면, 계산식은 다음과 같습니다.

0.1㏖	23g	20㎖

x 1㎖ x  x  = 나트륨의 양(g) = 0.023g = 23mg

1000㎖	1㏖	2㎖

그러므로 과자 5g에 들어 있는 나트륨의 양이 23mg 이고, 과자 1봉지(50g)의 나트륨양은 230mg입니다.

4. 실험식 풀이 (조건 :　실험에 사용된 과자 5g, 1봉지 50g)

0.1M 질산은 수용액 1ml는 (0.1mol / 1000ml) * 1ml = 0.0001mol이며 질산은과 염소이온의 반응은(AgNO3 + Cl- -> AgCl↓ + NO3-　＝＞ Ag+ : Cl- : AgCl = 1 : 1 : 1）１：１ 반응이므로 용액 속 Cl-, Na+는 0.0001mol입니다. 0.0001mol에 나트륨의 분자량(23g/mol)을 곱해주면 0.0023g의 나트륨이 나옵니다. 과자를 녹인 용액 20ml중 2ml 안에 0.0023g의 나트륨이 있고, 20ml에는 0.023g(=23mg)들어 있습니다. 즉 과자 5g에는 23mg의 나트륨이 들어 있고 과자 1봉지(50g)에는 230mg이 들어 있음을 확인 할 수 있습니다.

5. 몰(mole)

1몰은 원자량의 기준에 따라 질량수 12인 탄소(12C) 12g 속에 12C 원자가 6.02 * 1023개(아보가드로의 수) 있는 것을 말하며 기호는 mol 혹은 mole로 표기합니다.

과자 속 염분측정

학습목표

염분 측정 원리 및 염분이 인체에 미치는 영향을 이해하고, 과자 속에 들어있는 염분의 양을 측정해본다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

소금이 많이 들어간 짠 음식을 먹으면 물을 많이 마시게 됩니다. 왜 그런 것인가요?

◎ 미리생각해보기

주사기 1개, 스포이트 1개, 크롬산칼륨, 질산은 수용액, 소금, 거름종이 1개, 지퍼백 1개, 계량컵, 종이컵(6.5oz) 1개, 종이컵(2.5oz) 3개, 하드스틱 1개

(※ 직접 준비하세요 : 증류수 혹은 정수기 물, 과자)

◎ 실험준비물

1. 염분이 들어 있는 용액의 색은 어떻게 변하였나요?

2. 그렇게 되는 이유는 무엇일까요?

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점