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FINE_CHEMI 2015. 5. 20. 16:22

신호등 용액의 색 변화 실험

 

 

신호등 용액의 색 변화 실험

 

안녕하세요~롯데정밀화학 유쾌발랄소화제의 화통이입니다. 오늘 여러분에게 보여드릴 실험은 바로 신호등 용액 만들기 입니다. 신호등은 빨강, 노랑, 초록 빛으로 보행자와 자동차의 안내를 돕는데요. 오늘 화통이가 만드는 용액도 바로 이 신호등 처럼 여러색깔을 띄며 반응을 하는 원리를 이용한 것입니다!

 

 

신호등 용액 실험

 

오늘 화통이가 만드는 신호등 용액은 바로 포도당을 이용하여 만들 것인데요. 포도당 그리고 수산화 나트륨, 물을 각각 준비합니다.

 

 

포도당과 수산화 나트륨은 물을 따로 준비하셔서 녹여주시고, 포도당을 녹이는 물이 수산화 나트륨보다 4배 정도 더 많이 준비해주시면 됩니다.

 

 

포도당과 수산화 나트륨 용액이 준비되면 포도당과 수산화나트륨의 용액을 3:1의 비율로 섞어줍니다.

 

바이알 유리병에 약간의 공간을 남겨둘 만큼만 채우고 인디고카민 지시약을 5-7방울 넣어줍니다. 지시약을 넣으면 내용물이 초록색으로 변하는 것을 볼 수 있습니다.

 

용액의 처음 모습은 보시다시피 연두색과 노란색의 중간 빛을 띄는데요. 병을 흔들면서 색깔을 관찰해 보겠습니다.

 

 

어떤 색깔들이 보이시나요?

빨간색/노란색/초록색이 보이시나요?

 

 

짜잔~! 저희가 볼 수 있는 색깔은 바로 빨강/노랑/초록 입니다. 유리병의 흔드는 세기를 조절하면 세가지 색을 다 관찰할 수 있는데요! 색의 변화를 일으키는 것은 바로 유리병의 빈공간!

처음에 빈공간을 남겨 두어야 한다고 말씀드렸는데요~

빈공간의 산소가 이런 색의 변화를 가져온답니다.

 

 

신호등 용액에 숨겨진 화학적 원리는?!

 

신호등 용액의 색깔변화를 일으키는 원인은 바로 산소입니다.

예전에 산소와 결합하는 반응을 산화, 헤어지는 반응을 환원이라고 말씀드렸었는데요.

 

옷을 하얗게 만드는 원리(표백제 이야기)

http://www.finelfc.com/309

 

이번에도 같은 원리가 사용됩니다. 인디고카민 용액 산화-환원의 지시약으로 산소의 농도에 따라 색깔이 달라지는 특성을 가지고 있습니다. 용액을 흔들지 않은 상태에서는 포도당이

용존 산소(물 속의 산소)를 모두 흡수 하기 때문에 인디고카민 용액이 산소와 결합하기 어려워서 노란색을 나타냅니다. (환원된 상태라고 볼 수 있죠!)

 

그런데 유리병을 흔들어주면 빈공간의 산소가 용액으로 용해되면서 인디고카민 용액이 산소와 접촉하게 되고 빨간색으로 변하게 됩니다. 더 빠른 속도로 흔들면 더 많은 산소와 결합이 일어나 초록색으로 변하게 되죠~

 

용액을 그대로 두면 포도당이 다시 산화되고 산소를 흡수하기 때문에 용액은 인디고카민의 본래의 색깔로 돌아가게 됩니다. 단 포도당의 산화 흡수량이 많아져서 포화상태가 되면 색상은 원래처럼 돌아가지 않으니 참고하세요~

 

 

화학에서 산화-환원반응은 양파와 같이 까면 깔수록 새로운 면이 많은 것 같습니다.

생각보다 많은 분야에 적용해서 사용되고 있기도 하죠!

화통이도 여러분의 이해를 돕기 위해 실험과 소재 발굴을 멈추지 않겠습니다!

다음번 실험 내용도 기대해주세요~

 

 

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