여러 가지 기체 - 초등학교 6학년 1학기 과학(3단원)

초등학교 과학 6학년 1학기 과학(3단원) - 여러 가지 기체

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이 단원에서는 산소, 이산화탄소 등 우리 주변의 공기를 이루는 여러 가지 기체에 대해서 알아보고, 기체가 가지고 있는 성질(온도와 압력이 변할 때 기체는 어떻게 변화하는지)에 대해서 알아보는 단원입니다.

 

기체는 화학, 물리 양쪽 영역에 걸쳐서 심화과정을 배우게 되므로, 기체의 기본 성질은 이번 단원에서 잘 학습하고 넘어가는 것이 좋습니다.

 

교재는 비상교육의 오투를 활용하고 있습니다.

 

오투 O2 초등 6학년1학기 과학 초6-1 (2022년용)

 

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3. 여러 가지 기체

 

 

1. 산소의 성질

 

산소의 성질

1. 색깔과 냄새가 없음
2. 스스로 타지 않지만, 다른 물질이 타는 것을 도움
3. 금속을 녹슬게 함

 

산소 발생 실험

과산화 수소수와 이산화망가니즈를 화학 반응 시켜 산소를 얻는 실험입니다.

 

1. 가지 달린 삼각 플라스크에 물과 이산화망가니즈를 넣습니다.
2. 물은 과산화 수소수를 깔대기에 반(1/2) 정도 붓습니다.
3. 핀치 집게를 조절하여 묽은 과산화 수소수를 흘려 보냅니다.(발생 하는 산소가 역류하지 않도록 고무관을 꽉 조입니다)
4. 집기병에 산소가 가득 차면 물속에서 유리판으로 집기병 입구를 막고 꺼냅니다.

 

산소

산소는 상온에서 두 산소원자가 이중결합하여 이원자 분자(O2)로 존재한다. 산소는 색, 맛, 냄새가 없고 물에 조금 녹는 공기보다 무거운 기체이다. 지각의 49.2%, 바다의 88.9%를 구성하는 요소이며 공기 중 전체 부피의 약 21％를 차지하며 질소기체(78%) 다음으로 많다. 산소기체 자체는 타지 않지만 다른 물질이 타는 것을 도우며(조연성), 반응성이 매우 커서 할로겐을 제외한 거의 모든 원소와 반응하여 산화물을 만든다. 어떤 물질이 빛과 열을 내면서 격렬하게 산소와 반응하는 연소는 빠른 산화의 일종이며, 철과 같은 금속이 습기가 있을 때 공기 중의 산소와 결합하여 부식되는 것은 느린 산화로 볼 수 있다. 동·식물의 생활과 밀접한 관계가 있으며, 산소의 존재 없이 동물은 생명을 유지할 수 없다. 산소를 강하게 가열하면 원자상태의 산소를 소량 생성하며 공기 중에서 무성방전(無聲放電)을 하거나, 원자외선을 조사하면 동소체인 오존이 생성된다. 액체산소는 약간 푸르스름한 색을 띠며 금속을 산소 용접할 때나 산소 호흡 등에 쓰인다.

[네이버 지식백과] 산소 [oxygen, 酸素] (두산백과 두피디아, 두산백과)

 

 

2. 이산화 탄소의 성질

 

이산화 탄소의 성질

• 색깔과 냄새가 없음
• 물질이 타는 것을 막음
• 석회수를 뿌옇게 만듦

 

이산화 탄소 발생 실험

산소 발생 실험과 같은 장치에 진한 식초, 물, 탄산수소나트륨을 반응 시켜 이산화 탄소를 얻습니다.

 

 

이산화 탄소

이산화 탄소는 밀도가 높은 무색 기체로, 보통 냄새가 없지만, 고농도에서는 산성의 톡 쏘는 냄새가 난다. 지구 대기에 미량으로 존재하는데, 현재 농도는 0.04 %(400 ppm(부피)) 정도이며, 이는 산업 혁명 이전보다 280 ppm 높아진 수치이다. 이산화 탄소는 화산 폭발이나 온천 등에서 자연적으로 생성되지만, 호기성 유기체가 에너지를 얻기 위한 탄수화물 및 지방 대사의 호흡 과정, 유기물이 분해되거나 당이 발효되는 과정, 또는 화석 연료가 연소하는 과정에서도 발생한다. 한편, 아크릴산의 생산과 같은 대량의 산화 공정에서 원치 않는 부산물로 얻어지기도 한다. 비활성 기체로써 음식 첨가제, 팽창제 등으로 사용되며 소화기 원료로 불을 끄는 데 쓰인다.

[네이버 지식백과] 이산화 탄소 [carbon dioxide] (화학백과)

 

산소와 이산화 탄소 발생 방법 및 각각의 성질을 잘 알아보고, 어디에서 활용될 수 있는지 확인합니다.

 

 

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3. 압력 변화에 따른 기체의 부피 변화

 

기체는 압력을 가한 정도에 비례하여 부피가 줄어듭니다.

 

아주 쉬운 내용이지만, 정말 중요한 내용입니다. 

압력을 약하게 가하면 부피가 조금 작아지고, 압력을 세게 가하면 부피가 많이 작아집니다. 액체는 그에 반에 압력의 변화에 따른 부피 변화가 거의 없습니다.

 

 

4. 온도 변화에 따른 기체의 부피 변화

 

온도가 높아지면 기체의 부피는 커지고, 온도가 낮아지면 기체의 부피는 작아집니다.

 

이는 기체를 구성하고 있는 분자(작은 알갱이)가 무질서하게 움직이고 있는데, 온도가 높아지면 기체분자가 더 빨리 움직이게 됩니다. 그래서, 기체를 둘러싸고 있는 용기의 벽을 더 빠르게 때리게 되지요. 그래서 벽을 두드리는 강도가 쎄어지므로 용기가 부풀어 오르게 됩니다.(부피가 커짐)

 

실생활에서 온도에 따라 부피가 달라지는 경우를 잘 확인해 두세요.

 

온도, 부피에 따른 기체변화는 나중에 고등학생이 되면 더 자세히 배우게 되는데요. 

아래 이상 기체 상태 방정식으로 시작해서 내용들을 배우게 될 거에요. 내용을 자세히 알 필요 없고, 그냥 이런게 있구나 정도로만 한번 읽어 보시기 바래요.

 

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이상 기체 상태 방정식

[ 理想氣體狀態方程式 ]

이상 기체는 부피, 압력, 절대 온도, 기체의 몰수 사이에 다음과 같은 관계가 성립한다.

즉 이상 기체 1몰은 항상 

가 1.0이다. 그러나 실제 기체는 이와는 다른 경향을 보이지만 압력이 낮고 온도가 높을 때에는 이상 기체와 유사한 경향을 보인다.

[네이버 지식백과] 이상 기체 상태 방정식 [理想氣體狀態方程式] (Basic 고교생을 위한 화학 용어사전, 2002. 9. 30., 서인호)

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5. 공기를 이루는 여러 가지 기체

 

공기를 이루는 기체

대부분 질소와 산소로 이루어져 있으며, 이 밖에 이산화 탄소, 수소, 헬륭, 네온, 수증기 등 여러 가지 기체가 섞여 있습니다.

 

각각의 기체가 실생활에서 사용되는 예는 시험에 꼭 나오므로, 내용 잘 숙지하시기 바랍니다.