우주 질량의 75%를 차지하는 수소! 우주뿐만 아니라 우리 주변에서도 쉽게 만날 수 있는데요. 수소(H)는 지구에서 탄소(C), 질소(N) 다음으로 풍부한 원소이며, 지구에 존재하는 모든 원소 중에 가장 가볍고, 무색, 무미, 무취의 특징을 가지고 있습니다. 또한, 불에 타더라도 공해 물질을 내뿜지 않아 석탄, 석유를 대체할 무공해 에너지원으로써 중요시 되고 있죠. 수소 기체는 다른 물질보다 매우 가벼운 성질이 있는데요. 직접 실험을 통해 수소(H2) 기체의 가벼운 특성을 알아보고 수소와 친해져 볼까요?
수소(H2) 기체의 특성 알아보기 실험
먼저 실험에 필요한 위생 마스크, 비커, 보안경, 위생장갑, 비눗물, 식용색소, 묽은 염산(HCI), 풍선, 아연(Zn), 버블건, 삼각 플라스크를 준비해주세요.
여기서 잠깐! 실험을 진행하기 전에 반드시 위생 마스크와 위생 장갑을 착용하고, 창문을 반드시 열어야 합니다.
실험에 필요한 모든 준비가 끝났다면 제일 먼저 아연(Zn)을 삼각 플라스크에 담아주세요. 그 다음 아연(Zn)이 담긴 삼각 플라스크에 묽은 염산(HCI)를 넣어주세요.
묽은 염산(HCI)와 아연(Zn)이 만나면 아연이 산화해 아연 이온(Zn2+)으로 변하게 되는데요. 이때 묽은 염산(HCI)에 녹아 있던 수소 이온(H+)은 환원되어 수소(H2) 기체가 됩니다. 다음으로 수소(H2) 기체를 모으기 위해 풍선을 삼각 플라스크에 끼우면, 풍선으로 수소(H2)기체가 모이는 것을 볼 수 있습니다.
다음으로 여러 가지 색의 비눗방울을 만들기 위해 식용 색소를 비커에 넣고 비눗물을 붓습니다. 식용 색소와 섞인 비눗물이 준비 됐다면 비눗물을 받침대에 담아주세요. 그리고 버블 건에 비눗물을 묻힙니다.
비눗물을 묻힌 버블건을 작동시키면 비눗방울이 생기는데요. 수소(H2) 기체는 공기보다 가볍기 때문에 아래로 가라앉지 않고, 위로 떠오른다는 것을 알 수 있습니다.
수소(H2) 기체와 이산화탄소(CO2) 기체의 비교실험
수소(H2) 기체와 이산화탄소(CO2) 기체를 비교해보면 공기보다 무거운 이산화탄소(CO2) 기체는 아래로 가라앉게 되고, 공기보다 가벼운 수소(H2) 기체는 위로 떠오르게 됩니다. 실험 내용이 궁금하다면, 아래 영상을 참고해주세요.
<수소와 친해지기 1편> 영상 풀 버전 시청하기
오늘은 지구에서 가장 가벼운 원소인 수소(H)에 대해 알아 보았는데요. 수소(H)가 공기보다 가볍다는 사실을 직접 눈으로 확인해보는 시간이었습니다. 다음 시간에는 수소(H)가 에너지를 만드는 과정에 대해 알아볼 예정이니, 많은 관심 부탁드립니다.
