■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	마술그림			실험 원리	수화물과 무수물의 이해
실험 시간	40분	실험 분야	화학	실험 방법	개별 실험 10인용 + 여유분 1인
세트구성물	염화코발트, 흰 도화지, 분홍색 도화지, 면봉, 나무스틱, 종이컵, 스프레이, 종이 액자틀
교사준비물	드라이어			학생준비물	가위, 풀, 연필
실험 결과	마술그림 작품 가지고 갈 수 있습니다.
실험팁	TIP 1. 염화코발트 용액이 옷에 묻지 않도록 지도하세요. 묻은 경우 물로 빨리 씻어내면 얼룩이 남지 않습니다. TIP 2. 그림이나 글씨를 말릴 때 드라이어나 선풍기를 이용하면 시간을 단축할 수 있습니다. TIP 3. 여름의 장마철이나 실내에 습도가 높은 경우 선풍기나 바람으로만 말리면 붉은색에서 푸른색으로의 변화가 나타나지 않을 수 있습니다. 습도가 높은 경우, 반드시 드라이어의 더운바람으로 말리거나 다리미로 다려서 완전히 말려주세요. TIP 4. 액자크기 18cm× 25cm, 그림크기 13cm× 20cm 에 맞추어 완성그림을 그리도록 지도해 주세요.

1) 그림의 색이 변하는 잉크를 본 적이 있나요?

덧칠하면 변하는 잉크 등을 본적이 있을 것입니다. 자유롭게 생각하도록 하세요.

2) 말랐을 때와 물에 젖었을 때 색이 다르게 나타나는 물질에는 어떤 것이 있을까요?

스폰지, 종이 등은 젖었을 때 색이 더 진하게 나타나는 성질이 있습니다.

다만 이것은 빛의 반사 때문이지 수화물과 무수물 때문은 아닙니다.

1. 물을 함유하고 있는 물질과 물을 함유하고 있지 않은 물질을 무엇이라 부를까요?

수화물과 무수물(무수화물) 로 부릅니다.

2. 염화코발트 용액으로 그린 그림이 젖었을 때와 말랐을 때 나타나는 색이 다른 이유는 무엇일까요?

염화코발트는 수화물일 때 자주색, 무수물일 때 파란색을 띠는 특성을 가지고 있기 때문입니다.

수화물 [水化物, hydrate]

물이 다른 화합물에 결합하여 생긴 화합물.

함수화물이라고도 한다. 또한, 단순히 수화(水和)한 화합물, 즉 수화물도 같은 뜻으로 쓰이기도 한다. 가장 흔히 볼 수 있는 것은 염류의 수화물인데, 함수염이라고도 하며, 결정(結晶)탄산나트륨 Na2CO3·10H2O, 염화마그네슘육수염 MgCl2·6H2O, 황산구리오수염 CuSO4·5H2O 등이 그 예이다.

이 밖에 황산일수화물 H2SO4·H2O, 수산화바륨팔수화물 Ba(OH)2·8H2O 또는 산화철수화물 Fe2O3·nH2O 등 그 예는 많고, 분자 형태로 물이 함유되어 있는 화합물을 모두 이렇게 말한다. 또, 물과의 사이에 화학적인 결합력이 없는 Kr·6H2O나 Cl2·6H2O와 같은 내포(內包)화합물인 경우도 수화물이라고 하는 경우가 있다. 일반적으로 이들 화합물이 결정일 때에 함유되어 있는 물을 결정수(結晶水)라고 한다.

무수물 [無水物, anhydride]

화합물에서 물분자가 빠져나간 형태의 것.

무기(無機)화합물에서는 무수염 ·무수산화물 등이 있다. 예를 들면, 탄산나트륨 10수화염(세탁소다) Na2CO3·10H2O로부터 결정수가 빠진 탄산나트륨 Na2CO3이나, 황산구리 5수화염 CuSO4·5H2O에서 결정수가 빠진 황산구리 CuSO4 등은 무수염이다. 산무수물에는 알칼리금속·알칼리토금속 등의 산화물과 같이 물과 반응하여 염기를 만드는 염기성 산화물과, 질소·인·황·염소 등 비금속원소의 산화물에서와 같이 물과 반응하여 산을 만드는 산성 산화물이 있다.

전자(前者)의 경우에는 Na2O + H2O → 2NaOH CaO+H2O- j Ca(OH)2 후자의 경우에는

N2O6 + H2O → 2HNO3 SO3 + H2O → H2SO4 등이 있는데, 이들을 각각 염기성 무수물, 산성 무수물이라고도 한다. 유기화합물에 있어서는 카르복시산무수물과 술폰산무수물 등이 있다.

예를 들면, 아세트산무수물 ［(CH3CO)2O］은 아세트산 (CH3COOH)의 무수물이다. 2CH3COOH·H2O → (CH3CO)2O 한편, 알코올 속에 수분이 들어 있지 않다고 하는 뜻인 알코올무수물 등은 무수물로서 취급하지 않는 것이 통례이다.