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

◎ 미리생각해보기

특수처리가 되어 집에 불이 났을 때, 타지 않는 벽지에 대해 들어본 적 있나요? 이러한 벽지는 왜 타지 않을까요?

일반적인 종이는 나무나 식물섬유와 같은 유기물 원료로 제조되어 쉽게 불에 탑니다. 그러나 불에 타지 않는 종이인 내화지는 석면이나 유리 섬유 등 무기물을 원료로 하여 제조되기 때문에 연소되지 않습니다. 또한 종이에 수산화알루미늄을 첨가하는 방법을 이용하기도 합니다. 수산화알루미늄은 온도가 200~300도 이상일 대 열에 의해 탈수분해 반등을 일으킵니다. 즉, 열에 의해 수산화알루미늄이 물과 산화알루미늄으로 나눠지는 것으로 열에 의해 나온 물은 종이의 온도가 올라가는 것을 막아줍니다. 이러한 종이를 벽지로 이용하면 불이 퍼지는 것을 방지할 수 있습니다.

◎ 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 주변을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

불을 다루는 실험이므로 안전에 유의합니다.

종이를 빨리 말리고 싶을 경우, 헤어 드라이어를 사용합니다.

1. 두 장의 거름종이가 정사각형이 되도록 가장자리를 잘라주세요.	2. 정사각형의 거름종이를 3등분 해주세요. 시험지가 총 여섯장 나오게 됩니다.

3. 탄산수소나트륨을 투명컵에 담고 따뜻한 물을 20ml(컵의1/3정도) 넣은 후 하드스틱으로 저어주세요. (주의- 탄산수소나트륨이 녹을 때 까지 골고루 저어주세요.)	4. 붕산을 투명컵에 담고 따뜻한 물을 20ml(컵의1/3정도) 넣은 후 하드스틱으로 저어주세요. (주의- 붕산이 녹을 때 까지 골고루 저어주세요.)

7. 글씨 쓴 시험지를 각각의 투명컵에 두 장씩 담근 후 꺼내주세요.	8.탄산수소나트륨 수용액과 붕산 수용액에 담근 시험지는 키친타올 위에 올려두어 물기를 말려 주세요. 헤어드라이어를 사용하면 더 빨리 마릅니다. 아세톤수용액에 담근 시험지는 은박접시 위에 올려주세요.

5. 아세톤을 투명컵에 담고, 물을 투명컵 1/3지점까지 오도록 넣어주세요. 하드스틱으로 골고루 저어주세요.	6. 시험지의 끝에 탄, 붕, 아 라고 글씨를 두장씩 써주세요.

◎ 실험방법

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

9. 알루미늄포일을 깔고 그 위에 초를 올린 후 불을 붙여주세요. 장갑을 껴주세요. (주의! 불을 다루는 실험은 위험할 수 있으니 불을 끌 수 있는 여분의 물을 준비해 주세요.)	10. 키친타올 위에 올려둔 시험지가 마르는 동안 먼저 아세톤 수용액에 담근 시험지에 불을 붙여주세요. 아세톤 수용액에 담근 시험지는 말려서 불을 붙이지 않습니다.

11. 아세톤 수용액에 담근 시험지는 파란불꽃이 일시적으로 붙은 후 꺼지거나 그을음이 생깁니다.	12. 키친타올 위에 둔 시험지가 마를 때 까지 초를 꺼두세요. 시험지가 다 마르면 앞의 실험과 같이 초에 불을 켜고 촛불에 살짝 대 보세요. 시험지는 불이 붙지만 거의 타지 않고 이내 꺼집니다.

10. 탄산수소나트륨수용액에 담았다 꺼낸 시험지, 붕산수용액에 담았다 꺼낸 시험지, 아세톤수용액에 담았다 꺼낸 시험지를 각각 관찰해 보고, 관찰이 끝난 시험지는 제공된 학습카드의 실험결과 란에 붙여주세요.

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 물과 아세톤 혼합 용액에 담갔다 뺀 종이에 불을 붙이면 어떤 현상이 일어날까       요?

⟹ 종이에 불이 붙지만, 종이가 타지 않고 불이 이내 꺼집니다.

2. 탄산수소나트륨 수용액과 붕산 수용액에 담갔다 뺀 후 말린 종이에 불을 붙이     면 어떤 현상이 일어날까요?

⟹ 종이에 불이 붙지만, 종이가 조금 타다 이내 불이 꺼집니다.

◎ 원리이해

1. 연소란?

‘연소’는 물질이 많은 열과 빛을 내며 타는 현상으로 일반적으로 붗꽃을 내며 타는 현상을 말합니다. 가정에서 흔히 사용하는 도시가스나 나무, 종이를 태우는 것들이 연소의 예라고 할 수 있으며 연소반응을 통해 물질이 가진 화학에너지를 열에너지로 쉽게 전환할 수 있습니다.

2. 연소의 조건- 연소의 3요소

어떤 물질이 연소하기 위해서는 3가지 요소가 필요합니다.

①연료(타는물질)

불에 탈 수 있는 재료로서 고체 연료(연탄, 나무, 종이, 숯, 초 등), 액체 연료(석

유, 휘발유, 알코올 등), 기체 연료(천연가스, 뷰테인가스, 프로페인가스 등)이 있

으며 일반적으로 고체보다는 액체가, 액체보다는 기체가 더 잘 연소됩니다.

②발화점 이상의 온도

발화점이란 불꽃이 직접 닿지 않고 열에 의해 스스로 불이 붙는 온도로서 연소를

위해서는 발화점 이상으로 온도를 높일 열이 필요합니다.

③산소

산소는 다른 물질이 잘 타도록 도와주는 역할을 하기 때문에.일정량 이상의 산소     가 있어야만 연소가 일어납니다.

이 세 가지의 조건 중 어느 하나라도 충족되지 못하면 연소반응은 일어나지 않으

며, 설사 연소반응이 일어나고 있다고 하더라도 타고 있는 물질의 불은 꺼지게

되고 이러한 현상을 소화라고 합니다.

용액	부족한 연소의 조건	종이가 불에 타지 않는 이유
물+아세톤	온도	아세톤은 인화성이 강한 물질로 물에 섞여 있더라도 불이 붙습니다. 아세톤이 기화되는 온도는 56.5도씨 정도이기 때문에 아세톤과 물이 섞인 용액을 묻힌 종이는 아세톤이 기화되어 날아가지만 종이를 태우는 온도까지 올라가지 못하고 불이 꺼집니다.
탄산수소나트륨 수용액	산소, 온도	탄산수소나트륨을 가열하면 탄산나트륨과 이산화탄소, 수증기가 발생합니다. 이산화탄소는 종이가 타는데 필요한 산소를 차단하는 역할을 하고, 수증기는 종이의 온도가 발화점까지 올라가지 못하게 합니다.
붕산 수용액	온도	붕산을 가열하면 메타붕산과 수증기가 생성되며, 생성된 수증기는 종이의 온도가 발화점까지 올라가지 못하게 합니다.

3. 실험결과

학습목표

실험을 통해 종이가 타지 않는 이유를 살펴보고, 연소의 조건에 대해 알아봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

특수처리가 되어 집에 불이 났을 때, 타지 않는 벽지에 대해 들어본 적 있나요? 이러한 벽지는 왜 타지 않을까요?

◎ 미리생각해보기

탄산수소나트륨, 붕산, 아세톤, 티라이트초, 알루미늄포일, 하드스틱, 투명테이프,

투명컵, 거름종이 2개, 키친타올 1개, 안전핀셋 1개, 면장갑 1개, 은박접시 1개, 도안 1장

※직접준비해주세요. (라이터)

◎ 실험준비물

1. 물과 아세톤 혼합 용액에 담갔다 뺀 종이에 불을 붙이면 어떤 현상이 일어날까요?

2. 탄산수소나트륨 수용액과 붕산 수용액에 담갔다 뺀 후 말린 종이에 불을 붙이면 어떤 현상이 일어날까요?

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점