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[초등 과학] 산-염기, 어떻게 구분할까?

과학교과서 속의 실험 활동은 학생들의 과학적 흥미와 호기심을 불러일으키는 데 매우 중요한 역할을 한다. 실험활동은 재료나 방법의 변화로 인해 꾸준히 진화해 오고 있으며 실험활동의 효율성을 높이기 위한 다양한 노력이 필요하다. 특히 마술 같은 지시약을 통한 산-염기 반응은 학생들이 가장 좋아하는 실험영역이다. 산-염기 실험은 비커와 시험관을 비롯한 많은 자료를 필요로 하고 양배추지시약을 얻는 과정에서는 화재위험이 있는 알코올램프를 오랫동안 가열해야 하는 번거로움이 따른다. 따라서 양배추지시약을 얻는 과정에서 번거로움을 조금이나마 해소할 수 있는 방안을 제공하고자 한다. 이 활동을 통해 수업시간을 조금이나마 더 확보할 수 있어서 더 많이 생각하는 실험 또는 탐구를 경험하게 할 수 있을 것이다. 또한 탐구공동체 활동 과정을 통해 협업과 공유, 배려와 소통을 동시에 경험할 수 있을 것이다.

이 영역은 2009년 개정 과학과 교육과정에서 5~6학년군 ‘(5) 산과 염기’에 해당한다. 3~4학년군에서 학습한 용액의 개념을 바탕으로 산-염기에 대한 이해도를 높이고, 중학교 1~3학년군의 ‘(19) 여러 가지 화학 반응’과 연계되어 산과 염기의 이온화 과정을 학습하기 위한 기초가 된다. 산과 염기를 이해하는 데 필요한 기초를 학습하도록 하며 탐구 활동을 통하여 분류의 의미를 이해하도록 하고 있다.

산성 용액과 염기성 용액은 지시약을 서로 다른 색깔로 변화시키기 때문에 지시약의 색깔 변화로 산성 용액과 염기성 용액을 구별할 수 있다. 지시약을 산성 용액이나 염기성 용액에 넣고, 산성 용액과 염기성 용액을 섞을 때에 지시약의 색깔이 점점 변하는 것을 눈으로 관찰하게 함으로써 미시적 수준에서 물질의 성질이 변화하고 있음을 이해하도록 하고 있다.

산성 용액과 염기성 용액을 구분하는 지시약은 보일(1663)에 의해 발견된 이후 다양한 천연 지시약이 발견되었고 이 단원에서는 붉은 양배추, 장미꽃, 비트(beet), 검은콩 등이 소개되고 있다.

과학교과서 실험 자료의 재해석
≫ 붉은 양배추 지시약 만들기
지시약을 만들어 용액을 분류하는 과정에서 붉은 양배추 지시약은 오래두면 산화하여 정확한 색깔 변화를 관찰하기 어렵기 때문에 바로 만들어 사용하는 것이 좋다. 따라서 붉은 양배추 지시약을 만들고 이 지시약으로 용액을 분류하여 보는 시간을 연속차시로 운영하도록 되어있다. 이에 따라 붉은 양배추를 잘게 자르고 비커를 가열하여 붉은 양배추를 우려낸다.

이에 따라 소요된 시간은 알코올램프 심지 크기와 물의 양, 비커의 크기 등에 따라 다를 수 있지만 대략 30분이 경과해야 붉은색을 나타낸다. 반면에 붉은 양배추 지시약을 만들 때에 끓이지 않고 뜨거운 물을 부어 붉은 양배추의 색깔을 우려내는 방법도 있는데 이 경우는 15~20분이면 충분히 붉은색을 띄는 것을 확인 할 수 있다.

시간대별로 비커로 비교해 보면 그 차이점을 더욱 뚜렷하게 비교할 수 있다.
[자세한 내용은 월간 새교육에 있습니다]

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