깜짝 과학실험

                                  강성기 지음 / 도서출판 바른사


38. 귀 막아라! 터진다.

 

   어린이날 엄마가 사 주신 풍선을 실에 매달아 들고 아빠와 함께 손잡고 다니다 실을 놓쳐 하늘 높이 올라가는 풍선을 보며 안타까와하던 일들이 있었을거예요.

 우리가 입으로 불어서 만든 풍선은 하늘로 올라가지 않는데, 길거리에서 아저씨들이 파는 풍선은 이상하게도 하늘 높이 올라 간답니다. 우리가 만든 풍선은 공기가 들어있고 하늘 높이 올라가는 풍선은 수소라는 기체가 들어있기 때문이랍니다.

 수소라는 기체는 불을 붙이면 잘 타는데, 이것이 공기와 섞여 있을때는 굉장히 큰 소리를 내면서 폭발 한답니다. 그래서 조금은 긴장하면서 실험을 해야 할 거예요.

 이번에 소개하는 실험은 혼자 하지 말고 꼭 어른과 함께 하도록 하세요.   

 

 * 필요한 것은

     달걀2∼3개, 빙초산, 알루미늄호일, 음료수병, 빨대, 고무찰흙, Pet병, 성냥, 아크      릴판, 쇠 젓가락

 

 * 어떻게 할까요?

   다음과 같이 실험 장치를 꾸민다.

    

 1.음료수 병에 빙초산을 넣는다.

 2.알루미늄 호일을 잘게 잘라 음료수 병에 넣는다. ( 또는 아연이나 마그네슘 조각 )

 3.구부러진 빨대를 꽂고 병 주위를 고무찰흙으로 잘 막아 수소발생 장치를 꾸민다.

 

[ 수소 비누 방울의 폭발 ]

    

 1.물과 주방용 세제를 1:2 정도로 섞은 용액을 준비 한다.

 2.음료수 병에 강한 식초를 넣는다.

 3.알루미늄 호일을 잘게 잘라 식초가 든 병에 넣고, 병 속에 빨대를 끼워 고무찰흙으로  빨대 주위의 병 입구를 막는다.

 4.빨대의 끝에 고무관을 연결한다.

 5.연결한 고무관을 주방용 세제를 섞은 용액에 갖다 대어 비누방울이 생기게 한다.

 6.생긴 비누방울에 입을 가까이 하여 살짝 불어 보자.

 7.비누 방울을 많이 만들어 성냥불을 가까이 가져가 보자.

 # 수소가 나오는 고무관에는 절대로 성냥불을 가까이 가져 가서는 안됩니다.(병 자체가 폭발할 수 있음)  

  

[ 수소 풍선의 폭발 ]

          

 1.음료수 병에 강한 식초를 넣는다.

 2.알루미늄 호일을 잘게 썰어 식초가 든 병에 넣는다.

 3.풍선을 병 주둥이에 끼워 넣는다.

 4.풍선이 부풀어 오르면 풍선을 빼내 실로 묶는다.

 5.풍선을 벽에 매달고,풍선에 종이 심지를 붙인다.

 6.종이 심지에 불을 붙인다.

 7.귀 막아라!  터진다.

 

[ 달걀 수소폭탄 ]

         

 1.쇠 젓가락으로 달걀의 양쪽에 지름2∼3mm의 구멍을 뚫어 안의 내용물을 깨끗이 비운     다.

 2.유리로 된 음료수 병에 강한 식초를 조금 넣는다.

 3.알루미늄 호일을 얇게 잘라 병에 넣어 빨대를 끼운 후 고무 찰흙으로 잘 막는다.

 4.달걀의 구멍을 빨대에 갖다 대 한손으로 윗 구멍을 막고 수소를 발생 시킨다.

 5.수소를 모은 달걀을 음료수 병 위에 옮겨 놓고 라이터나 성냥불을 달걀 구멍에 갖 다 댄다.

 

  * 왜 그럴까요?

 식초나 염산 등의 산과 금속이 반응하여 수소 기체가 생기는데 이 때 열이 발생하여 병이 뜨거워지기도 합니다.

 수소는 공기보다 밀도가 작아 가볍기 때문에 공기중으로 올라 갑니다. 그렇기 때문에 수소 풍선이 하늘 높이 올라 갑니다.

 

[ 수소 비누방울의 폭발 ]

 보통의 비누 방울들은 공중으로 올라 가지 않고 곧바로 땅으로 떨어집니다. 그러나 고무관에서 나오는 수소 기체로 만들어진 비누 방울은 공기보다 가볍기 때문에 공중으로 빠르게 솟아 오릅니다. 이 사실로 보아 수소는 공기보다 가볍다는 것을 알 수 있습니다.

 산소는 스스로 타지는 못하고 다른 물질이 타는 것을 도와 주는 역할을 하지만 수소는 스스로 연소(탈 수)할 수 있습니다. 그러나 이 수소가 공기와 섞이면 펑 하는 폭발음을 내면서 연소하는 성질이 있습니다. 비누 방울에 성냥불을 갖다 대었을 때 펑 하고 터지는것도 이와같은 원리로 설명할 수 있습니다.  

 

[ 수소 풍선의 폭발 ]

 풍선에 수소를 모으는 것이 그리 쉬운 일은 아닌 것 같으나 몇번 하다 보면 조그마한 풍선에는 쉽게 모을 수 있으리라 생각 됩니다.

 수소가 가득찬 풍선의 심지에 불을 붙이면, 불에 의해 풍선이 터지면서 풍선속에 가득찬 수소가 공기와 혼합 되면서 폭발하게 됩니다.

 수소는 공기보다 가볍기 때문에 가만히 놓아 두면 공중으로 떠올라 가는데 이것을 이용하여 심지에 불을 붙여 공중에서 폭발하게 하는 방법도 있습니다.  

 

[ 달걀 수소 폭탄 ]

 수소만 가득찬 달걀은 처음에는 픽 소리를 내면서 수소 기체만 타들어 가다가 위 아래의 달걀 구멍으로 공기중의 산소가 들어가서 수소와 산소의 부피 비율이 2:1이 되면 폭탄처럼 폭발 하게 됩니다. 성냥불을 대자 마자 터지는 것은 완전한 수소만 가득찬 것이 아니고 수소와 공기중의 산소가 혼합 되어 있었기 때문이랍니다. 순수한 수소만 가득 찼다면 20초∼30초 후에 폭발 하게 됩니다.

 아크릴판으로 눈을 가린후 일단 댤갈에 불을 붙이고 뒤로 물러나서 기다립니다. 달걀   의 파편이 그리 위험한 것은 아니지만 항상 실험을 할때는 안전이 최고 이거든요.

 수소 기체를 빨리 모으려면 염산과 아연 가루를 이용 한답니다. 그러나 염산과 아연가루는 기체 발생이 빠르지만 그에 따라 많은 열이 발생하여 위험 하기고 하고, 염산은 또한 숙련된 사람이 아니라면 취급 하기가 곤란 하답니다. 선생님과 상의 하세요.