[알라딘서재]과학탐구주제추천 : 금속에 녹이 스는 까닭은 ? (압축파일)

과학탐구주제추천 : 금속에 녹이 스는 까닭은 ? (압축파일)ｌ마이리스트

sdfnknj () l 2015-08-30 12:05

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과학탐구주제추천 : 금속에 녹이 스는 까닭은 ? (압축파일)

탐구보고서(3) , 철금속 녹 산화

Ⅰ. 탐구 주제

금속에 녹이 스는 까닭은

Ⅱ. 탐구를 하게 된 동기

만들기를 하려고 준비물을 모으다 보면, 못과 철사에 녹이 슬어 있다.
그런데 이 녹은 불그스름해서 손에 잘 묻어 녹이 슨 못은 쓰기가 불편했다.
녹에 약간의 관심을 가지고 나서 녹이 있는 것들을 잘 살펴보게 되었다.
그런데 녹슨 것은 주로 화장실에 있었고, 특히 비 온 다음날은 공사장에서 녹슨 못이나 철강에 슬어 있는 붉은 녹을 볼 수 있었는데, 녹은 생활에 불편한데 왜 자꾸 생기는지 불만이 생겼다.
그리고 녹이 왜 물이 있는 곳에 자주 생기는지 궁금했다.
우산을 사용한 다음에 보면, 빨갛게 녹이 슬어 있는 게 너무 싫었다.
좀 깨끗이 쓸 수는 없는지도 궁금했다.
그래서 어머니께 녹이 왜 스는지 여쭈어 보았다.
그랬더니 안 쓰는 은수저가 있다고 하시며 보여주셨다.
은수저에 검은 녹이 있었다.
나는 녹이 왜 생기며, 잘 슬지 않게 하려면 어떻게 해야하는지 궁금했다.

Ⅲ. 탐구를 통해 알아보고 싶은 점

1. 녹이 스는 원인

2. 녹이 가장 잘 스는 조건

3. 녹슬지 않은 금속과 녹이 슨 금속의 차이점

4. 녹이 스는 것을 방지하는 방법

Ⅳ. 탐구실행 방법

1. 탐구기간

2002년 8월 16일 ～ 2002년 8월 19일(4일간 탐구)

2. 탐구방법

몇 가지 실험을 통해 알아보고 싶은 점에 대해 탐구한다.

3. 실험방법

가. 녹이 스는 원인을 알아보는 실험

① 준비물

스틸울(강철섬유), 집기병, 집기병에 맞는 고무마개, 유리판, 초, 성냥

② 실험순서

㈎ 적당량의 스틸울을 물에 적셔 집기병에 넣는다.

㈏ 고무마개로 집기병을 막아 3일 동안 방치한다.

㈐ 스틸울이 녹이 슨 것이 보이면, 유리판을 덮어 바깥 공기가 들어가지 않게 주의하며, 불을 붙인 초를 넣어본다.

나. 녹이 가장 잘 스는 조건을 알아보는 실험.

① 준비물

못 4개, 시험관 4개, 실, 식용유, 탈지면, 고무마개 2개

② 실험순서

㈎ 시험관 4개를 준비하여 실험상 편의를 위해 A, B, C, D라 정한다.

㈏ A시험관에 물에 젖은 솜을 넣고, 실에 묶은 못의 뾰족한 부분이 솜에 닿게 매단다.
(단, 고무마개는 막지 않는다.)

㈐ B시험관에 물(증류수면 좋다)을 넣고, 식용유를 넣고, 실에 묶은 못의 뾰족한 부분이 물에는 닿고 식용유 층의 위로 나오지 않게 매단 다음 고무마개로 막는다.

㈑ C시험관에 염화칼슘(공기중의 수분을 제거하는 역할을 한다)을 넣고 그 위에 솜을 깐 후 못을 그 위에 놓은 다음 고무마개로 막는다.

㈒ D시험관을 C시험관과 동일하게 장치한 다음 고무마개로 막지 않는다.

③ 실험조건

㈎ 못의 크기와 종류를 같게 한다.

㈏ 방치해 두는 기간을 같게 한다.

㈐ 시험관의 크기를 같게 한다.

㈑ 각 시험관이 갖는 조건

A시험관의 못 : 물과 공기가 모두 접촉한다.

B시험관의 못 : 물만 접촉한다.

C시험관의 못 : 물과 공기 모두 접촉하지 못하게 한다.

D시험관의 못 : 공기만 접촉한다.

다. 녹이 슬지 않은 금속과 녹이 다른 점을 알아보는 실험

① 준비물

비커 2개, 식초, 녹슬지 않은 새 못, 녹슨 못

② 실험순서

㈎ 두 비커에 식초를 넣는다.

㈏ 녹슬지 않은 새 못, 녹슨 못을 비커 두 개에 각각 넣는다.

㈐ 반응을 기록한다.

라. 녹이 스는 것을 방지하는 방법을 알아보는 실험.

① 준비물

못 2개, 알루미늄선, 구리선

② 실험순서

㈎ 두 개의 못에 각각 알루미늄선, 구리선을 촘촘히 감는다.

㈏㈎과정을 거친 못을 물이 담긴 비커에 넣고 2일 동안 기다린다.

㈐ 감았던 선을 풀고 못과, 선을 관찰한다.

Ⅴ. 탐구내용과 결과 정리

1. 가 실험의 결과

물에 젖은 스틸울이 녹슬었으며, 집기병에 넣은 촛불은 바로 꺼졌다.

이 실험은 철이 녹이 스는 도중의 공기의 양의 변화를 알아보는 실험이다.
촛불이 꺼진 것으로 보아 철이 녹스는 동안 밀폐된 집기병 안의 공기가 점점 줄어들었다는 것인데, 그 이유는 철의 산화작용이라 할 수 있다.
남은 공기에 석회수를 넣어도 뿌옇게 변하지 않는 다는 것으로 남은 공기 속에 산소가 남아있지 않다는 것을 알 수 있다.

철이 공기 속의 이산화탄소와 수분에 의해서 먼저 탄산철 FeCo3 가 생기고 이것이 수분 과 산소에 의해서 분해되어 빨간 색의 산화철 수화물과 이산화탄소가 되는 반응을 반복하 면서 녹이 슬게 된다.

철의 녹은 수분과 산소, 철이 결합하여 생긴다.

2. 나 실험의 결과

녹이 많이 슨 순서대로 정리하면, A>B>D>C이다.
A와 나머지 시험관은 큰 차이가 있었 고, B시험관과 D시험관은 별 차이가 없었으며, C시험관은 약간의 불그스름할 뿐 이였다.

녹이 빨리 슨 순서대로 정리하면, A>B>D>C이다.
A시험관의 솜에도 녹의 흔적이 두드러 지게 보여 7시간 이내에 녹이 슬었다고 할 수 있다.
C시험관의 경우 녹이 스는데 하루가 걸렸다.

금속에 녹이 슬려면, 수분과 공기가 동시에 필요하다.
특히 공기중에서도 산소이다.
철, 산 소, 물이 결합하면 산화철이 되는 것이다.
그러나 물 속에서는 산화가 일어나지 않는다.
물 과 공기의 경계면에서 가장 반응이 잘 일어난다.

A시험관은 물에 적신 솜과 고무마개를 막지 않아 물과 공기가 모두 접촉되므로 산화철로 변화하는 현상이 쉽게 일어난다.

B시험관은 기름의 아래 있는 물과는 접촉되지만 기름층의 영향으로 기름층의 바깥 공기 와는 단절되어 물 속의 산소만으로 산화를 하므로 조금 느릴 수 있다.

C시험관은 공기 중에 있는 수분을 염화칼슘이 제거하므로 공기만이 접촉하는데, 시험관 안에 있는 산소는 제한적이라 산화철로 바뀌기엔 어렵다.

D시험관은 솜 밑에 넣은 염화칼슘이 시험관으로 들어온 공기 중에 있는 수분을 제거하면 서 시험관에서 못이 수분과 접촉하지 못하게 한다.
산소만으로 산화를 하므로 조금 느릴 수 있다.

3. 다 실험의 결과

이 실험은 철은 산에 작용하여 수소 기체가 발생하여 부글부글 끓는 .. (압축파일)

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