12.28 질량 보존의 법칙 실험

조원

• 함정수(조장)
• 이예복

역할분담

조원명	역할
함정수	SM위키 편집 및 실험게획·진행 및 실험결과 정리
이예복	실험게획·진행 및 실험발표 대본 준비

학습목표

• 물리적 변화가 일어날 때 반응 전 물질의 질량과 반응 후 생성물질의 질량의 변화를 확인할 수 있다.
• 화확적 변화가 일어날 때 반응 전 물질의 질량과 반응 후 생성물질의 질량의 변화를 확인할 수 있다.
• 위 물리적·화학적 변화가 일어날 때 반응 전·후 질량의 변화를 이해할 수 있다.

실험준비물

실험준비물

준비물	가격(배송비 포함)	G마켓 링크	비고
전자저울	·	·	과학실에 있음
메디아 병
시험관
집게
칼
탄산칼슘(CaCO3)
묽은염산(HCl)
보호용 장갑
스포이트
지퍼백			집에서 가져오기
드라이아이스	1,000	http://item.gmarket.co.kr/Item?goodscode=1853255398	·
합계	1,000￦

실험시 유의사항

1. 실험을 할 때는 항상 닫힌 공간을 조성해야한다. (닫힌 공간에서만 질량 보존의 법칙이 성립한다.
2. 묽은 염산은 매우 위험하니 항상 보호장갑을 착용하고 이용해야 한다.

실험방법

실험1. 물리적 변화가 일어날 때 반응 전·후 질량의 변화 알아보기

① 드라이 아이스를 칼로 적당한 규격(약8*8*8)으로 자른 후 지퍼백에 넣는다.

② 지퍼백에 넣은 드라이 아이스의 질량을 전자저울로 측정한다.

③ 총 10분동안 2분 간격으로 드라이 아이스의 질량 변화를 측정한다.

실험2. 화학적 변화가 일어날 때 반응 전·후 질량의 변화 알아보기

① 탄산칼슘30g을 메디아병에 넣는다.

② 염산을4ml을 시험관에 담고 시험관의 뚜껑을 닫은 후 메디아 병에 넣는다.

③ ①,②에서 만든 메디아 병의 질량을 전자저울로 측정한다.

④ 위 메디아 병 속에 들어있는 시험관의 뚜겅을 연 뒤 메다아 병을 뒤집은 후 총 10분 동안 2분 간격으로 메디아 병의 질량 변화를 측정한다.

실험결과

실험1. 물리적 변화가 일어날 때 반응 전·후 질량의 변화 알아보기

드라이 아이스의 시간에 따른 질량 변화

시간(분)	0분(처음)	2분	4분	6분	8분	10분
질량(g)	126g

▶ 드라이아이스의 질량은 승화 즉, 물리적 변화가 일어나도 일정하게 보존됨을 알 수 있다.

• ㅋㄹㄴ시국으로 인해 온라인으로 전환이 되면서 저희 조가 주문해 두었던 드라이아이스가 모두 승화해서 실험을 진행할 수 없었습니다. 그래서 저희는 타 실험들의 결과값을 인용해서 보고서를 작성한 점 양해부탁드립니다.

실험2. 화학적 변화가 일어날 때 반응 전·후 질량의 변화 알아보기

탄산칼슘(달걀껍질)의 시간에 따른 질량 변화

시간(분)	메디아 병을 뒤집기 전	0분(메디아 병을 뒤집은 후)	2분	4분	6분	8분	10분
질량(g)	124.6	124.3

▶ 중간에 메디아 병의 뚜껑 바깥으로 염산이 새서 0.3g정도의 오차가 생겼으나 반응 후 질량은 일정하다.

실험1·2의 실험결과의 해석

실험1. 실험결과 해석

▶ 실험1.을 통해서 닫힌 공간(외부와 물질교환을 하지 못 하는 밀폐된 공간)에서 화학변화가 일어날 때 질량 보존의 법칙이 성립함을 알 수 있다.

실험2. 실험결과 해석

▶ 실험2.를 통해서 닫힌 공간에서 화학변화가 일어날 때 질량 보존의 법칙이 성립함을 알 수 있다.

* 위 실험은 전문성이 떨어지는 모의실험이므로 실제 수치와 어느 정도의 오차가 있을 수 있는 점 양해부탁드립니다.

실험원리

실험1의 실험원리

▶ 닫힌 공간(외부와 물질교환을 하지 못하는 밀폐된 공간)에서 물리변화가 일어날 때 분자의 배열만이 바뀔 뿐 분자의 종류, 분자의 개수는 변화지 않으므로 물리변화가 일어나더라도 질량은 항상 일정하게 보존됨을 알 수 있다.

실험2의 실험원리

▶ 닫힌 공간에서 화학변화가 일어날 때 원자의 배열이 바뀔 뿐 전체 원자의 개수는 바뀌지 않으므로 화학변화가 일어나더라도 질량은 항상 일정하게 보존됨을 알 수 있다.

→ ${\ce {CaCO3(s) + 2HCl(aq)}}$ → ${\ce {CaCl2(aq) + Co2(g) + H2O(l)}}$ 이 화학식을 통해서 전체 원자의 개수는 반응 전·후 동일함을 알 수 있다.

느낀점

함정수: ㅋㄹㄴ시국으로 인해서 드라이아이스가 물리변화(승화)할 때 질량 보존의 법칙이 성립하는 지를 확인하는 실험을 온라인 전환으로 인해서 하지 못하여 정말 아쉽지만, 이번 실험으로 화학에서 널리 알려진 질량 보존의 법칙이 성립하는지 그 이유는 무엇인지, 물리변화와 화학변화에서도 성립하는지 등을 더 잘 이해할 수 있어서 보람을 느끼는 실험이었고, 실험진행이나 실험 보고서 작성에서 한 걸음 더 성숙해 질 수 있는 매우 좋은 실험을 마지막으로 한 것이 매우 기쁘다.

이예복: (차후 등록 예정)

실험영상

(실험을 하였으나 영상 합성을 아직 안해서 차후 업로드 예정)

선생님 피드백

• (아쉬웠던 점)

▶ (위 피드백에 대한 우리 조의 답변)

• (개선했으면 하는 점)

▶ (위 피드백에 대한 우리 조의 답변)

• (이 조가 잘한(괜찮았던) 점)

▶ (위 피드백에 대한 우리 조의 답변)

* 선생님은 꼭 이 틀에 맞게 피드백을 주실 필요는 없고, 저희가 개선해야할 점들을 자유롭게 피드백을 남겨주세요.

과학동아리 코멘트

김성환 :

안우진 :

박상훈 :

이강재 :

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