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북일고 화학실험 식초로 가는 자동차
- 1. 식초로 가는 자동차 1조 차준우, 정태훈, 남효원, 박준범
- 2. Purpose • 화학 반응식을 만들 수 있다. • 화학 반응에서의 양적 관계를 알 수 있다. • 모둠원끼리 협동으로 자동차를 제작할 수 있다. • 반응물질의 양에 따라 발생하는 기체의 부피를 예측할 수 있다.
- 3. INTRODUCTION
- 4. 아세트산과 탄산수소나트륨의 반응과 양적 관계 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑 𝒔 + 𝑪𝑯 𝟑 𝑪𝑶𝑶𝑯 𝒂𝒒 → 𝑪𝑯 𝟑 𝑪𝑶𝑶𝑵𝒂 𝒂𝒒 + 𝑯 𝟐 𝑶(𝒍) + 𝑪𝑶 𝟐(𝒈)
- 5. 기체 포집법
- 10. Procedure
- 11. 실험 1 : 이산화탄소 발생 및 포집
- 12. 1. 1000ml 눈금 실린더에 가능한 한 많은 양의 물을 채운다. 실린더의 끝에 고무관을 넣은 다음, 손으로 입구를 막고 물이 들어있는 수조에 거꾸로 세운다.
- 13. 2. 과정 1에서 눈금실린더에 들어있는 공기의 양을 측정한다. 3. 페트병에 4%식초 50ml와 휴지에 싼 베이킹파우더 1g을 기울여서 넣는다. 4. 페트병을 고무관을 연결한 마개로 막고 똑바로 세워 반응 물질이 반응하게 한다.
- 14. 5. 발생하는 기체를 눈금실린더에 모은다. 6. 반응이 끝나면 눈금실린더의 눈금을 기록하여 발생한 기체의 부피를 측정한다. 7. 식초50ml와 베이킹파우더 2g을 사용하여 과정 1~6을 반복한다. 8. 식초 50ml와 베이킹파우더 2g, 물 50ml를 사용하여 과정 1~6을 반복한다. 9. 과정 6~8에서 발생하는 기체의 양은 어떤지 비교한다.
- 15. 실험 2 : 자동차 제작
- 16. 1. 자동차를 설계할 때, 중요한 점을 의논한다.(몸체와 바퀴, 바퀴의 굴림, 페트병 입구의 방향과 자동차의 움직임 등) 2. 자동차를 제작한다. 3. 자동차를 땅 위에 놓고 바퀴의 굴림과 안정성 등을 점검한 다음, 자동차를 재구성한다.
- 17. 실험 3 : 자동차 운행
- 18. 1. 자동차에 장착된 페트병에 식초 1000ml와 물 50ml를 넣는다. 2. 베이킹파우터 6.4g을 휴지에 싸서 넣는다. 3. 병을 살살 흔들면서 식초와 베이킹파우더를 반응시켜 기체를 발생시킨다. 4. 기체가 충분히 발생하면 자동차를 출발선에 내려놓고 콕을 열어 자동차가 움직이게 한다. 5. 자동차가 움직인 거리를 측정한다.
- 19. Data & Result
- 20. 식초 50ml, 베이킹파우더 1g 반응 시의 기 체 부피(ml) 1회 2회 3회 평균 265ml 270ml 270ml 273.3ml 식초 50ml, 베이킹파우더 2g 반응 시의 기 체 부피(ml) 1회 2회 3회 평균 535ml 530ml 550ml 538.3ml 식초 50ml, 베이킹파우더 2g, 물 50ml 반응 시의 기체 부피(ml) 1회 2회 3회 평균 530ml 545ml 545ml 540ml
- 21. • 베이킹파우더 1몰의 질량 = 86g, 아세트산 1몰의 질량 = 60g • 베이킹파우더 1g당 몰수 = 1 86 몰, 2g당 몰수 = 1 43 몰 • 아세트산 6%(식초) 50ml당 아세트산 질량 = 50 × 6 100 =3g • 식초 50ml당 아세트산 몰수 = 3𝑔 60𝑔 = 1 20 몰 • 베이킹파우더 1g, 식초 50ml와 반응했다 가정 시 몰수의 비는 베이킹파우더:아세트산:이산화탄소=1:1:1이며, 베이킹파우더 몰수 : 1 86 몰, 아세트산 몰수 : 1 20 몰이므로 계산한 이산화탄소의 몰수는 𝟏 𝟖𝟔 몰이다. • 0℃, 1기압(STP상태)에서의 기체 1몰 당 부피는 :22.4L • 샤를의 법칙에 의해 25℃로 가정 시: 22.4L× 𝟐𝟗𝟖 𝟐𝟕𝟑 =24.451282L • 이산화탄소의 부피 계산값 = 24.451282𝐿 × 1 86 mol=284.32ml 이러한 방식으로 계산값을 구하면
- 22. 계산값과 실험값의 비교 계산값 실험 계산값 베이킹1g, 식초 50ml 284.32ml 베이킹 2g, 식 초 50ml 568.63ml 베이킹 2g, 식 초 50ml, 물 50ml 568.63ml 실험값 실험 실험값 오차 베이킹1g, 식초 50ml 273.3ml 11.02ml 베이킹 2g, 식초 50ml 538.3ml 30.33ml 베이킹 2g, 식초 50ml, 물 50ml 540ml 28.63ml
- 23. Discussion
- 24. 아세트산과 탄산수소나트륨의 반응과 양적 관계 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑 𝒔 + 𝑪𝑯 𝟑 𝑪𝑶𝑶𝑯 𝒂𝒒 → 𝑪𝑯 𝟑 𝑪𝑶𝑶𝑵𝒂 𝒂𝒒 + 𝑯 𝟐 𝑶(𝒍) + 𝑪𝑶 𝟐(𝒈)
- 25. 샤를의 법칙, 보일의 법칙
- 26. 오차의 원인 • 탄산수소나트륨에 이물질이 섞여 있었을 수도 있다. • 눈금읽기를 잘못했을 수도 있다.(인간이라 오차) • 실험 환경이 온도가 낮았을 수도 있다.->10℃일 때, 실험값과 유사 • 탄산수소나트륨이 든 휴지를 넣을 때 실수로 병을 누르고 있었을 수 도 있다. • 고무관 속에 물이 있었을 수도 있다.
- 27. 물을 섞은 것은 차이가 없다? • 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶 𝟑 𝒔 + 𝑪𝑯 𝟑 𝑪𝑶𝑶𝑯 𝒂𝒒 → 𝑪𝑯 𝟑 𝑪𝑶𝑶𝑵𝒂 𝒂𝒒 + 𝑯 𝟐 𝑶(𝒍) + 𝑪𝑶 𝟐(𝒈) • 물은 반응에 관여하지 않기 때문에 물의 양이 이산화탄소의 발생 에 미치는 영향은 없다.
- 28. PET병 처음 공기를 빼지 않아도 될까? • 페트병만의 공기는 질소, 산소, 이산화탄소, 네온 등이 섞인 공기 라 빼고 실험해야 한다고 생각할 수도 있지만, 그렇지 않다. • 우리는 어떤 기체가 발생하는지 알고 있고, 얼마만큼 발생하는지 를 측정하는 것이라 큰 상관이 없다.
- 29. 식초 농도가 높다면? 탄산수소나트륨의 질량이 증가한다면? • 식초의 농도를 더 높이는 것은 큰 효과가 없을 것이다. 왜냐하면 식초와 베이킹파우더는 1:1로 반응하는데 우리의 실험에선 되려 식초가 남았기에 발생하는 기체의 부피는 같을 것이다. 하지만 베이킹파우더를 더 넣게 된다면 아세트산과 탄산수소나트륨의 비가 1:1이 될 때까지 기체를 발생시킬 것이다.
- 30. 더 잘나가는 자동차를 만들기 위해 고 안한 점, 개선할 점 앞바퀴와 뒷바퀴에 비틀림이 없어야 한다. 베이킹파우더을 되도록 많이 넣고, 식초의 양은 무게를 고려하여 적당히 넣어야 한다. 지면과 분출구의 각은 0°가 되어야 한다. 뚜껑을 열고 잡고 있는 시간을 줄여야 한다. 차에서 손을 땔 때, 흔들리지 않도록 한다.
- 31. 앞바퀴와 뒷바퀴에 비틀림이 없어야 한다. 베이킹파우더를 되도록 많이 넣고, 식초의 양은 무게를 고려하여 적당히 넣어야 한다. 지면과 분출구의 각은 0°가 되어야 한다. 뚜껑을 열고 잡고 있는 시간을 줄여야 한다. 차에서 손을 땔 때, 흔들리지 않도록 한다. 더 잘나가는 자동차를 만들기 위해 고 안한 점, 개선할 점