<제54호> 금속의 녹에 관한 탐구(탐구실험1)(꼭 해보자) 2000년 02월 03일
Ⅰ. 탐구 동기와 목적
평소에 생각했던 단단한 금속이 힘없이 부서지는 것을 보고 의문이 생겼다.
그래서 단단한 금속을 썩은 나무처럼 부서지게 하는 녹에 관하여, 어떤 금속이 녹이 잘 슬고, 어떤 조건에서 녹이 잘 슬며, 녹은 금속의 성질을 그대로 갖고 있는가 등 녹의 종류에 따른 성질에 관하여 탐구하여 보기로 하였다.
Ⅱ. 탐구 내용 및 결과
<실험 1> 녹이 잘 스는 금속을 알아본다.
1) 철-붉은 녹, 구리-푸른 녹, 알루미늄-흰 녹(뿌옇게 흐려짐), 아연-흰 녹(뿌옇게 흐려짐),
납-검은 녹
2) 물을 묻혀둔 쪽에 녹이 더 많이 슬었으며, 금속 중 철이 가장 많이 녹이 슮.
3) 금속은 녹이 슬고, 녹의 종류도 여러 가지가 있다.
<실험 2> 녹이 스는 데 영향을 미치는 기체를 알아 본다.
[실험 장치] 녹이 슨 양
공기 산소 질소 이산화탄소
1) 녹의 양은 : 산소 〉공기 〉질소 〉이산화탄소
2) 녹을 가장 잘 슬게 하는 물질은 산소임을 알았다.
3) 철도막에 물을 묻힌 쪽이 녹이 더 잘 슮.
<실험 3> 물속에 기체를 증발시킨 후의 녹슮 비교
1) 물을 끓이면 녹이 잘 슬지 않는다
2) 물을 끓여 물 속의 산소를 빼내면 녹이 슬지 않는다.
(녹이 스는 데는 산소가 필요하다)
<실험 4> 산성, 염기성, 중성 용액에의 녹슮을 비교한다.
1) 염산에는 약간 녹기도 하고 기체가 발생한다.
2) 산에는 녹이 잘 슬지 않고 기체가 발생했으나, 염화암모늄에서는 녹이 슨다.
3) 중성 용액에 녹이 많이 슬었으며, 특히 소금물에 녹이 많이 슬었다.
4) 염기성 용액에는 녹이 슬지 않는다.
<실험 5> 산도(pH)에 따른 녹슮을 비교한다.
* pH 1 - 13 까지의 용액을 만든 후 철도막을 넣어 관찰함.
1) pH 1-3 : 녹이 슬지 않고 기체 발생
2) pH 4-10 : 녹슮의 정도가 거의 비슷함.
3) pH 11-13 : 강한 염기성이 될수록 녹의 양이 줄어듬.
<실험 6> 녹이 슬때 반응하는 기체의 양과 반응하는 기체는?
녹이 슬때 반응하는 기체 12 24 36 48시간
1) 철도막 5㎎과 반응하는 주사기의 부피는 1/5정도로 줄고, 그 자리에 물이 차 있으며 물 묻은 쪽의 반응이 더 빨랐다.
2) 남은 기체 속에 촛불을 넣어 보았더니 꺼졌다.
3) 주사기 안에 공기의 양이 줄어들고, 촛불이 금방 꺼지는 것으로 보아 산소가 없어진 것으로 생각된다.
<실험 7> 온도에 따른 녹슮을 비교한다.
1) 0℃, 30℃, 60℃의 공기 속에서 48시간 방치한 후 녹의 양을 비교해 본 결과 녹슮의 정도가 비슷하였다.(온도에 영향이 없음)
<실험 8> 습도의 조건을 달리하여 녹슮을 비교한다.
1) 녹이 스는 데는 습기가 필요하고 습도가 높을수록 녹이 잘 슨다.
<실험 9> 철에 충격을 주었을 때 녹슮의 비교
* 철도막을 0°, 30°, 60°, 90°로 구부려 녹슮을 비교하였다.
1) 충격을 받아 구부러진 부분이 녹이 잘슮.
2) 충격의 정도에 따라 녹슮이 다름-많이 구부러진 부분의 철이 녹이 많
이 슮.
<실험 10> 접촉한 금속의 종류에 따른 녹슮을 비교한다.
1) 접촉한 금속의 종류에 따라 녹슮이 다르다.
2) 접촉한 금속에 따라 녹슮이 다르기 때문에 우리 생활에 그 원리를 이용할 가 치가 있다고 생각된다.
<실험 11> 염의 수용액에서 녹슮을 비교한다.
1) 탄산칼륨의 염기성 용액은 녹이 슬지 않았다.
2) 염화암모늄의 산성 용액과 염화나트늄의 중성 용액은 농도가 짙을수록 녹슮이
뚜렷하였다.
<실험 12> 녹이 슬때의 온도는 변화가 있을까?
1) 처음 온도보다 1.2도 정도 올라갔다.
2) 철이 녹이 슬 때는 열이 발생한다.
<실험13> 녹의 종류와 성질을 비교한다.
1) 금속의 종류에 따라 녹의 종류가 다르다.
2) 녹은 금속의 성질을 변화시킨다.(자석에 붙지 않음)
3) 검은 녹은 금속을 보호하며 단단하게 한다.
4) 알루미늄의 흰 녹은 알루미늄을 보호한다.
<실험 14> 녹이 슬면 무게는 어떨까?
* 대못을 윗접시 저울로 잰 다음 녹이 슬게 한 후 무게를 비교하였음.
처음의 무게 - 21.8 녹이 슨 다음 무게 - 22.3
1) 철은 녹이 슬면 무게가 무거워진다.
Ⅲ. 결 론
1. 금속은 조건이 맞으면 녹이 슨다.
(철-붉은 녹, 구리-푸른 녹, 알루미늄-하얀 녹, 아연-하얀 녹, 납-검은 녹)
2. 철의 녹슮은 산소와 수분의 영향이 크고 온도에는 별 영향을 주지 않는다.
3. 접촉한 금속의 종류에 따라서 철의 녹슮이 달라졌다.
4. 녹슮의 정도는 용액에 따라 다르며, 진한 염산에서는 철이 녹았고, 묽은 염산에 서는 기체가 발생하였으며, 염기성 용액에서는 녹이 슬지 않았다.
5. 녹은 금속의 성질을 잃게 하였고, 무게가 무거워졌다.
6. 검은 녹은 철을 보호하고 단단하게 하며, 붉은 녹은 철을 부식시킨다.
7. 녹이 슬 때는 열이 발생한다.
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