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전기분해는 전류가 물질에 흐름으로써 화학반응이나 전기 분해를 이용하는 작용이다. 예를 들면 배터리는 황산과 증류수의 혼합물에 전류가 흐르게 하여 일어나는 화학반응을 이용해서 전기 에너지를 화학에너지로 변환하여 저장한 것이다. 따라서 이 활동은 전기분해를 이용해서 얻은 수소를 점화시켜 강한 폭발력으로 로켓의 원리를 이해하고 응용해서 이용할 수 있는 활동이다.
1. 학습목표
수소는 폭발력이 강한 물질로 항상 위험을 내포하고 있기 때문에 취급을 하는데 항상 주의를 필요로 한다. 더구나 실험을 해보고자 하는 마음이 있어도 제작된 폭발 장치를 구입하기도 쉽지 않다. 그러므로 우리 주위에서 볼 수 있는 재활용이 가능한 필름통과 같은 간단한 재료로 전기분해의 원리를 이용하여 만들어 본다면, 과학원리와 폐품을 활용한 공작활동 두 가지 효과를 얻을 수 있다.
2. 준비물
필름통 3개(뚜껑이 있는 것), 집게 달린 전선 2개(30cm 정도), 건전지 6V, 물비누(액체 세제 약간), 성냥, 칼, 송곳, 수산화나트륨(소량), 펜치, 색종이, 풀, 1.5V용 폐 건전지 2개, 비닐관(굵기 5cm) 30cm
3. 동작 원리
- 수산화나트륨을 물에 넣고 전기를 가한다.
- 전기 분해 현상이 일어나면서 가스가 발생한다.
- 필름통 1의 +극에는 산소가 발생하고 -극에서는 수소가 발생한다.
- 발생한 가스들이 필름통 뚜껑과 연결된 비닐관을 통해 필름통에 모은다.
- 필름통에 모아져 있는 가스에 점화시켜 수소를 폭발시킨다.
- 수소의 폭발하는 힘으로 필름통③이 로켓처럼 날아 올라가게 된다.
4. 제작 활동
① 폐 건전지를 종이 위에 놓고 분해하여 속에 있는 탄소막대를 꺼내 이등분한다.
② 필름통 2개를 준비하여 그림과 같이 필름통의 옆과 윗 부분의 뚜껑에 탄 소막대와 비닐관이 들어갈 구멍을 뚫는다.
③ 첫 번째 필름통의 뚜껑 가운데에 구멍을 뚫고 비닐관을 꽂는다.(이 관을 통해 가스가 이동하기 때문에 새어 나오지 않도록 정확하게 한다.)
<폐 건전지 속의 탄소막대>
④ 두 번째 필름통은 탄소막대가 들어가는 부분의 반대편 쪽에 구멍을 뚫어 ③과 같은 방법으로 비닐관을 연결한다.
⑤ 필름통③에 V자 홈을 만든다.
⑥ 색종이나 두꺼운 종이를 이용해서 로켓 모양으로 만든 후 씌운다.
⑦ 완성되면 그림과 같은 모습이 된다.
<완성된 모습>
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