화산폭발실험

방구석 과학실 : 집에서 하는 화산폭발 실험

화산폭발실험. 뭔가 이름만 들어도 벌써 재미있지 않나요? 어렸을 때는 물로켓처럼 발사되는 실험이나 알록달록 불꽃 실험, 드라이아이스로 하는 실험 등 역동적이거나 반응이 확실히 눈에 보이는 실험들을 정적인 실험에 비해 훨씬 좋아했던 것 같습니다. 오늘은 역동적인 반응이 눈에 보이는 화산폭발 실험을 해보겠습니다. 화산폭발이라고 하니 뭔가 펑하고 터져 나올 것 같고 왠지 위험할 것 같기도 하지만 전혀 위험하지 않고 집에서도 안전하게 진행 가능한 실험입니다. 시각적으로 보는 재미도 있어 어린이와 함께 진행했을 때 반응이 좋습니다. 그럼 오늘의 실험을 소개합니다.

 

실험 준비물

빈 병(요구르트병이나 음료수병을 활용하면 됩니다), 찰흙, 베이킹소다, 식초(구연산으로 대체 가능), 물감

 

실험 방법

1. 빈 병을 준비하고 찰흙이나 지점토로 화산 모양처럼 꾸며줍니다.
2. 베이킹소다 한 숟가락을 안에 넣고 물감을 짜서 넣어줍니다.
3. 식초를 천천히 부어주며 일어나는 변화를 관찰합니다.

 

베이킹소다와 구연산으로도 같은 실험을 진행할 수 있습니다. 식초 냄새에 거부감이 있다면 이 방법을 사용해 보세요.

1. 베이킹소다와 구연산을 각 한 숟가락씩 빈 병에 넣습니다. (1:1 비율)
2. 물감을 짜 넣습니다
3. 물을 부어줍니다.

 

실험 원리

멋진 화산을 완성했나요? 빨간 물감을 넣으면 용암이 흘러나오는 것처럼 연출할 수 있어 더 재미있게 실험할 수 있습니다.

베이킹소다(탄산수소나트륨)와 식초(아세트산)가 만나면 이산화탄소가 발생하는 반응을 이용한 실험입니다. 탄산수소나트륨인 베이킹소다와 아세트산인 식초가 만나면 이산화탄소와 물, 나트륨 이온과 아세테이트 이온(아세트산 나트륨)이 나옵니다. 발생한 기체가 위로 올라오며 안에 든 물질을 밀어내기 때문에 화산이 흘러넘치는 것처럼 보이게 되는 것입니다.

 

구연산과 베이킹소다를 섞으면 이산화탄소와 물, 구연산염이 생깁니다. 베이킹소다와 식초를 섞었을 때와 마찬가지로 이산화탄소가 발생하기 때문에 화산이 폭발하게 됩니다.

 

실험 시 참고하면 좋은 사항

• 식초 냄새가 생각보다 독할 수 있으니 창문을 열어 놓고 환기가 잘 되는 곳에서 실험하시기 바랍니다.
• 집에 계란판이 있다면 계란판을 활용해서도 실험 가능합니다. 계란판에 먼저 물감을 짜 넣은 후 옴폭한 부분에 베이킹소다를 한 숟가락씩 넣어줍니다. 그 위에 식초를 뿌리면 거품이 올라오는 것을 볼 수 있습니다. 어린이와 함께 진행할 경우 생각보다 좋아해서 한 번으로 끝내기 어려울 수 있습니다. 종이가 금방 젖는 편이니 식초를 조금씩만 부어서 실험해 보세요. 홈에서 보글보글 거품이 올라오는 것을 지켜보는 게 꽤 재미있습니다.
• 식초를 한 번에 빠르게 많이 부으면 거품이 생각보다 많이 흘러넘칠 수 있습니다. (예상치 못한 곳으로 흘러넘치면 치우기 어려워질 수 있습니다) 식초를 천천히 흘려 넣으면서 양을 가감해 주시기 바랍니다.
• 베이킹소다는 생각보다 다양한 곳에서 사용할 수 있습니다. 산성을 중화하는 성질을 갖고 있어서(베이킹소다는 약염기성) 자동차 배터리 부식을 막을 때도 사용할 수 있고 싱크대 배관에 뿌려 냄새를 제거할 수도 있습니다. 특히 기름때 세척에도 유용합니다. 냄비나 주전자의 얼룩을 제거하는 연마제로도 사용할 수 있습니다.
• 구연산은 레몬이나 라임 등 과실 속에 들어있는 유기산입니다. 산성을 띠고 물과 알코올에 잘 녹아 청량음료, 의약품의 첨가제로 쓰입니다. 산화물의 때를 제거하는 데에도 쓰이기 때문에 주방이나 욕실에서 세정제로 사용할 수 있습니다. 가스레인지, 전자레인지 등에 구연산이 섞인 물을 뿌리고 닦으면 기름때 제거에 효과적입니다.
• 구연산은 토양의 pH를 조절하는 데에도 사용됩니다. 산성 토양에서 잘 자라는 식물의 화분 흙에 뿌려 염기성 토양을 산성으로 바꾸어줍니다. 핸드크림 등의 산도를 조절하는 용도로도 사용됩니다.
• 구연산은 세제, 비누, 세정제보다도 산도가 훨씬 강합니다. 때문에 커피포트 안처럼 구석에 낀 물때도 효과적으로 없앨 수 있습니다.
• 베이킹소다와 구연산을 섞는 청소법은 잘못된 방법입니다. 베이킹소다와 구연산을 섞으면 중화되어 아무런 효과가 없게 됩니다. 각각 따로 사용해야 효과를 볼 수 있습니다.