■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	신기한 화산 활동			실험 원리	화산이해, 이산화탄소발생이해
실험 시간	30분	실험 분야	화학, 지학	실험 방법	개별 실험 10인용 + 여유분 1인
세트구성물	세제가 든 플라스틱 병, 찰흙, 아세트산, 탄산수소나트륨, 색소, 접시, 스틱, 스포이트
교사준비물	종이컵 또는 비커			학생준비물
실험 결과	찰흙으로 만든 화산 1개를 가져갈 수 있습니다.
실험팁	TIP 1. 찰흙으로 화산을 자유롭게 꾸미도록 지도하면 즐거운 실험이 됩니다. TIP 2. 탄산수소나트륨이나 아세트산은 먹을 수 있는 것이 아니므로 주의시켜주십시오. TIP 3. 아세트산은 식초 냄새가 강하게 나며, 피부에 좋지 않으므로 피부에 닿지 않도록 주의 주십시오. TIP 4. 아세트산은 종이컵에 적당량 담아 스포이트로 각자 덜어 사용하게 하시면 됩니다. 1인 약 18ml 정도면 적당하며 스포이트(3ml)로 약 6회 분량입니다. 아세트산을 넣을 때 마다 거품이 흘러 나옵니다.

[생각해보기]

1) 우리 지구의 자연현상에는 무엇이 있을까요?

지진, 화산, 태풍, 바람 등 여러 가지를 우리 주변에서 목격할 수 있습니다.

2) 화산이란 무엇일까요?

아래 참조

[확인 학습]

1. 탄산수소나트륨이 아세트산을 만나면 어떻게 되나요?

아래 참조

2. 이번 실험에서 우리가 만든 화산 분화구에서 거품이 부글부글 솟아나는 이유는 무엇일까요?

탄산수소나트륨이 아세트산을 만나면 물과 이산화탄소기체가 발생하는데 이때 발생한 이산화탄소 기체가 세제의 거품 속에 갇히게 되므로 거품이 많이 발생하게 된 것입니다.

즉, 거품의 양으로 이산화탄소의 양을 가늠할 수 있습니다.

화산 [火山, volcano]

지하 깊은 곳에서 생성된 마그마가 벌어진 지각의 틈을 통하여 지표 밖으로 나올 때 휘발하기 쉬운 성분은 화산가스가 되고 나머지는 용암이나 화산쇄설물로 분출하여 만들어진 산.

화산은 넓은 대지를 형성하는 곳도 있으나 흔히 원뿔형의 화산체를 이룬다. 화산활동은 원시지각이 만들어진 이래 지질시대를 통하여 계속 일어났으나, 지각변동과 삭박 또는 매몰되어 화산의 원형은 대부분 파괴되었거나 없어져 버렸다. 오늘날 우리가 볼 수 있는 화산은 제3기 말 이후에 있은 화산활동의 산물이다.

한반도에서의 화산활동은 중생대 백악기에 극렬하였던 것으로 알려져 있으나 현재 화산으로 뚜렷한 모양을 갖추고 있는 것은 제3기 말에서 제4기 기간의 화산활동의 산물인 백두산 ·울릉도와 제주도이며, 현재는 분화(噴火)하지 않는다. 《신증동국여지승람(新增東國輿地勝覽)》 제38권에 의하면 고려시대 중엽인 1002년과 1007년 2회에 걸쳐 제주도에서 분화가 있었던 것으로 기록되어 있다.

세계적으로 분화의 기록으로 가장 오래 된 것은 BC 693년 이탈리아의 시칠리아섬에 있는 에트나화산의 분화이다. 최근에 새롭게 탄생된 화산으로서 분화 초기부터 잘 관찰된 것은 대서양상 아이슬란드 남쪽 바다에서 분화한 쉬르트세이화산(1963.11), 필리핀에 있는 디디카스화산(1952.6.17)과 멕시코시티 서쪽 약 300km 지점에 있는 파리쿠틴산(1943.2)이다.

한국에는 현재 활동 중인 화산이 없으므로 화산활동을 직접적으로 관찰할 수는 없다. 화산에 관한 연구는 그 자체의 본질을 이해하는 데 중요할 뿐만 아니라 지구 내부의 성질, 마그마의 성인(成因)과 성질, 화성암의 생성과정 등을 구명하는 데 크게 도움이 된다. 또 분화를 미리 알아내어 재해를 방지하기도 한다.

탄산수소나트륨과 산의 반응

탄산수소나트륨(NaHCO3)는 열분해를 할 때 많이 나오는 물질로 약한 염기성을 띱니다.

그래서 산과 반응하면 중화되면서 물과 이산화탄소기체가 발생합니다. 이 실험도 이때 발생하는 이산화탄소를 이용한

화산분출모형입니다.

염산과 반응하면 NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2

황산과 반응하면 2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O + 2CO2

질산과 반응하면 NaHCO3 + HNO3 → NaNO3 + H2O + CO2

아세트산과 반응하면 NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + H2O + CO2