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988호

여기는 집콕 실험실 _ 은제품 되살리기

헌 수저 줄게, 새 수저 다오

방학은 짧지만 하루는 길다. 야외 활동도 힘든 겨울방학, 스마트폰은 가까운 친구가 된 지 오래다. 수동적으로 만드는 스마트폰 대신 몸도 움직이고 과학 개념도 익히는 실험을 해보면 어떨까? 여기 신기하면서도 매우 실용적인 실험이 있다. 은제품 되돌리기. 검게 변한 은반지·은수저를 수세미로 빡빡 문지르지 않아도 반짝반짝 빛나는 새것처럼 만들 수 있는 마법이다. 준비물도 알루미늄포일과 베이킹소다만 있으면 된다.

취재·사진 김민정 리포터 mjkim@naeil.com
도움말 이효종 교사(서울 서문여자고등학교)





효종 쌤의 ADVICE 은제품을 새것으로 되살리는 이 실험에서 같이 넣어준 베이킹소다(NaHCO3, 탄산수소나트륨)는 전자이동이 원활하게 이뤄지도록 도와주는 전해질의 역할을 합니다. 전자이동이 활발해야 산화·환원 반응이 잘 일어납니다. 또한 은(Ag)은 황(S)과 잘 반응하는데, 결합하면 검은빛을 띠는 황화은(Ag2S)이 됩니다.




검게 변한 은반지, 은수저는 치약을 묻혀서 없애거나 수세미로 제거할 수도 있어. 한데 이렇게 물리적인 힘을 가해서 제거하면 미세하게 은의 마모가 일어난단다. 은이 떨어져 나가면 아깝겠지?

이 실험은 검게 변한 은에서 검은 부분을 화학적으로 제거하고 원래의 은으로 돌리는 화학 반응 실험이야. 바로 위 실험 결과 사진을 보면 실험 전후 은수저는 깨끗해지고 알루미늄포일은 지저분해졌지?

전자를 주고받는 산화·환원 반응이 동시에 일어났단다. 알루미늄(Al)이 알루미늄이온(Al3+)으로 산화되면서 동시에 검게 변해 산화되었던 온(AG2S의 Ag+)이 은(Ag)으로 환원되는 것이란다. 즉, 우리의 목적은 은(Ag)을 되찾는 것이기 때문에 은보다 이온이 되려는 성질이 강한 알루미늄(Al)을 이용한 거지. 알루미늄이 대신 장렬히 산화함으로써 덕분에 우리는 반짝반짝 빛나는 은을 다시 만날 수 있었어.


한걸음 더 금속의 이온화 경향

금속 원소는 일반적으로 산화되어 전자를 잃고 양이온이 되려는 경향이 있는데 이것을 이온화 경향이라고 해. 이온화 경향이 큰 금속일수록 전자를 잃기 쉬우므로 반응은 잘 일어나지. 이온은 원자가 전자를 잃거나 얻어서 전기를 띤 물질이라는 거, 알고 있지? 실험에서 은(Ag)을 환원시키기 위해 은보다 산화가 잘되는 알루미늄을 이용했어. 구하기도 쉽고.
칼륨(K)이나 칼슘(Ca)을 쓰면 안 되냐고? 물론 가능하지. 하지만 너무 위험해. 칼륨(K)이나 칼슘(Ca)은 은(Ag)보다 산화가 잘 일어나는 금속이니까 은제품을 깨끗하게 만들 수는 있지만 반응성이 너무 커서 폭발적 반응이 일어날 수 있어. 교과서의 실험에서는 아연(Z), 구리(Cu) 정도의 반응성을 가진 금속을 주로 다뤄.



[그림] 금속의 이온화 경향_ 이온화 경향이 클수록 산화되기 쉽고 반응이 잘 일어난다. 출처_ <화학Ⅱ> (비상교육)





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