어린이과학동아&수학동아 기사

 안녕하세요, 김소윤 기자입니다.

 오늘 기사의 주제는 물의 전기분해 실험입니다. 여기서 물의 전기분해란 물속에 전기 에너지를 가해 물을 분해하는 것입니다. 물 분자는 수소 원자 2개와 산소 원자 1개로 이루어져 있습니다. 보통은 물을 수소와 산소로 분해하는 에너지를 만들기 위해서 건전지나 발전기를 이용하기도 하지만, 태양 전지판을 이용해서 에너지를 만들기도 합니다.

 그럼 지금부터 물의 전기분해 실험 방법(건전지 사용)에 대해 알려드리겠습니다.

1. 알루미늄 테이프를 적당히 잘라 플라스틱 그릇의 양 끝에 탄소 막대를 각각 고정합니다.

 이때 탄소 막대의 역할은 전기 에너지를 전달하는 전극 역할을 합니다. 전기 에너지는 물의 전기분해에 꼭 필요한 것입니다. 탄소 막대는 이러한 전기 에너지, 즉 건전지의 전류를 물에 전달해 줍니다.  

2. 컵에 약 50ml의 물을 넣은 뒤 전해질(물에 녹아서 전류를 흐르게 하는 물질)을 넣고 모두 녹입니다.

 전해질을 물에 넣는 이유는 순수한 물은 전류가 흐르지 않기 때문에 전기분해 실험을 위해서는 수산화 나트륨이나 황산 나트륨, 염화 나트륨, 질산 칼륨 등과 같이 물에 녹아 전류가 흐르는 물질인 전해질을 넣어야 합니다.

 3. 1번 플라스틱 그릇에 3분의 2만큼 2번 물을 붓습니다.  

 4. 4구 건전지 캡에 건전지 4개를 끼웁니다. 건전지 캡에 연결된 집게를 각각 양쪽 탄소 막대에 연결합니다. (여기서 왼쪽에는 검정색 집게를 연결하고 오른쪽에는 빨간색 집게를 연결합니다.)

 5. 물의 전기분해 과정을 관찰합니다. 여기서 그릇이 움직이지 않도록 주의합니다. 20분 이상 충분히 전기분해를 진행합니다.

                                                                             -전기분해를 하는 모습(동영상)-

 위에 동영상처럼 물에서 기체가 발생하는 것이 보이는데 빨간색 집게를 연결한 오른쪽 탄소 막대에서는 산소 기체가 발생하고, 검정색 집게를 연결한 왼쪽 탄소 막대에서는 수소 기체가 발생합니다.

 6. 연필로 리트머스 종이의 왼쪽에 (-), 오른쪽에 (+)를 각각 적고, 리트머스 종이의 왼쪽은 왼쪽 탄소 막대 주변, 오른쪽은 오른쪽 탄소 막대 주변의 물을 살짝 묻혀 색깔 변화를 관찰합니다. (이때, 물이 섞이지 않도록 주의합니다.)

 결과는 오른쪽(빨강 집게 전선)이 산성이고, 왼쪽(검정 집게 전선)이 염기성 이였습니다. (파란색 리트머스 종이가 원래는 약간 붉은 빛을 띠었다가 시간이 지나니 하얀색으로 변했습니다.)

 또, 여기에 무색이지만 염기성 물질과 만나면 붉은 색으로 변하는 지시약인 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 (-)극인 검정 집게 전선을 연결한 왼쪽은 붉게 변합니다.

 7. 두 개의 새로운 집게 전선을 각각 LED 전구의 다리에 연결한, 전기 분해 중인 건전지 캡과 연결된 집게를 분리합니다. (여기서 검정 집게 전선은 LED전구의 짧은 다리에, 빨강 집게 전선은 LED전구의 긴 다리에 연결합니다.)

 8. 검정 집게 전선은 왼쪽 탄소 막대에, 빨강 집게 전선은 오른쪽 탄소 막대에 연결하고 LED 전구의 변화를 관찰합니다.

 이때 물이 분해되어 만들어진 수소와 산소를 이용하여 다시 전기 에너지를 만듭니다. 그래서 LED 전구가 켜지는 것을 볼 수 있습니다.

 이 기사를 쓰면서 직접 집에서 실험도 해보니 과학원리가 글만 읽는 것보다 더 쉽게 느껴져서 좋았고, 책에서 사진으로만 보는 것이 아니라 실제로 결과를 보아서 신기했습니다. 다음에도 또 다른 실험을 해보고 싶습니다. 이상 어린이과학동아 기자단 김소윤 기자였습니다.