분필은 일반적으로 교육 현장에서 널리 사용되는 필기도구입니다. 대부분의 분필은 탄산칼슘(CaCO3)으로 만들어져 있으며, 이 성분이 물과 어떻게 반응하는지 궁금해하는 사람들이 많습니다. 이 글에서는 분필이 물에 녹는지, 그 과정에서 일어나는 화학반응, 그리고 이해를 돕기 위한 실험 내용을 자세히 설명하겠습니다.
분필의 구성 성분
분필의 주요 성분은 탄산칼슘입니다. 탄산칼슘은 석회석의 주요 성분으로, 자연적으로 발생하는 무기 화합물입니다. 탄산칼슘은 물에 녹는 성질을 가지고 있지 않지만, 산성 용액과 반응할 때는 녹을 수 있습니다. 이 원리를 이해하기 위해서는 탄산칼슘의 화학적 특성과 반응 메커니즘을 알아야 합니다.
탄산칼슘의 화학반응
탄산칼슘은 물과 직접 반응하여 쉽게 녹지 않지만, 산성 용액에서는 반응을 합니다. 예를 들어, 식초와 같은 약한 산성 용액에 탄산칼슘을 넣으면 다음과 같은 반응이 일어납니다.
CaCO3+2CH 3 COOH→Ca(CH3 COO) 2+CO2+H2O
이 반응에서 탄산칼슘은 아세트산과 반응하여 아세트산칼슘, 이산화탄소, 물을 생성합니다. 이때 이산화탄소는 기체 상태로 발생하여 거품이 생깁니다.
분필이 물에 녹는지 확인하는 실험
이제 실제로 분필이 물에 녹는지 확인하는 실험을 진행해 보겠습니다.
실험 도구 및 재료
- 분필
- 물
- 식초
- 투명한 유리잔
- 스포이트
실험 절차
- 투명한 유리잔에 물을 채웁니다.
- 분필을 물에 담그고 10분 동안 변화를 관찰합니다.
- 다른 유리잔에 식초를 채우고, 새로운 분필을 식초에 담급니다.
- 분필이 식초와 반응하는 과정을 10분 동안 관찰합니다.
실험 결과
- 물에 담근 분필은 눈에 띄는 변화가 없었습니다. 탄산칼슘은 물에 거의 녹지 않기 때문입니다.
- 식초에 담근 분필은 거품을 생성하며 빠르게 녹기 시작했습니다. 이는 탄산칼슘이 식초 속의 아세트산과 반응하여 이산화탄소를 방출하기 때문입니다.
글을 정리하며..
이 실험을 통해 분필이 물에 녹지 않지만, 산성 용액에서는 쉽게 녹는다는 것을 확인할 수 있었습니다. 이러한 반응은 분필의 주성분인 탄산칼슘의 화학적 특성에 기인합니다. 따라서 분필이 물에 녹지 않는 이유는 탄산칼슘이 물과 직접 반응하지 않기 때문이며, 산성 용액에서는 탄산칼슘이 산과 반응하여 용해된다는 사실을 이해할 수 있습니다.