본 연구는‘용액의 변화단원 중 산성 용액과 염기성 용액을 반응시켜 중성용액을 만드는 실험 내용에 대해 교과서와 지도서 상의 어려움을 분석하고, 정확한 실험 결과를 도출할 수 있도록 Small-Scale Chemistry(SSC)를 통한 중성용액 만들기 개선방안을 제시하였다. 본 단원의 내용은 크게 산의 성질, 염기의 성질, 산과 염기의 ...
본 연구는‘용액의 변화단원 중 산성 용액과 염기성 용액을 반응시켜 중성용액을 만드는 실험 내용에 대해 교과서와 지도서 상의 어려움을 분석하고, 정확한 실험 결과를 도출할 수 있도록 Small-Scale Chemistry(SSC)를 통한 중성용액 만들기 개선방안을 제시하였다. 본 단원의 내용은 크게 산의 성질, 염기의 성질, 산과 염기의 중화 반응 및 염으로 나누어 볼 수 있는데 산과 염기의 중화 반응에서 산이나 염기 수용액에서 여러 가지 지시약이 나타내는 색깔의 변화를 알아봄으로써, 중화반응에서 용액의 액성이 변화는 순간을 포착하는 데 지시약이 유용하게 이용됨을 알아본다. 또한 산과 염기의 중화반응이 우리 생활에서 어떻게 다양하게 이용되고 있는지를 살펴봄으로써 교과서적인 지식을 넘어 우리 삶의 질을 높이는 데 기여하고 있다는 인식을 심어주고, pH 개념은 환경 분야와도 관련됨으로 중요성이 높아지고 있다. 그러나 기존의 실험대로 수행해 본 결과 중성용액 만들기에서 산, 염기 수용액의 농도와 양의 기준과 실험 과정 등이 모호하게 제시되어 있었다. 또한 중화반응 후의 중화점을 확인하는 방법으로 페놀프탈레인 지시약을 첨가하여 색 변화를 살펴보게 하였는데 산성과 중성일 때 무색으로 나타나 중화점을 찾기 어려웠다. 또한 실생활과 밀접한 관련이 있는 단원이라 실험과정 상에도 활용되어 과학에 대한 긍정적인 태도를 키워 줄 필요성이 있다. 시험관에 묽은 염산과 묽은 수산화나트륨을 스포이드를 이용해 비슷한 양을 넣어주면서 페놀프탈레인 지시약으로 중성용액임을 확인하던 기존의 실험방법과는 달리 SSC 키트를 이용, 즉 1×12 홈 스트립에 작은 방울 마이크로 뷰렛으로 0.1M HCl 6방울을 각각 넣고, 해당 지시약을 홈판에 1방울씩 넣은 후 작은 방울 마이크로뷰렛으로 0.1M NaOH 용액을 1×12 홈 스트립에 1번부터 12번까지 차례대로 1방울씩 증가하여 넣는 새로운 방법을 모색하여 교수학습 활동에 도움을 주고자 한다. SSC를 이용한 중성용액 만들기 실험활동을 통해 얻어진 결과는 다음과 같다. 첫째, 시험관에 산성 용액과 염기성 용액을 적당량 섞어 중성용액을 만드는 기존의 방법이 아닌 미량화학(Small-Scale Chemistry, SSC)을 적용하여 중성용액을 정량적으로 만들 수 있었으며, pH에 따른 색 체계를 한 눈에 볼 수 있었다. 둘째, 본 교과서에 제시된 페놀프탈레인 지시약뿐만 아니라 SSC를 활용한 중성용액 만들기 실험에서 다양한 지시약을 사용해 pH에 따른 용액의 색 체계를 한 눈에 볼 수 있어 산과 염기의 상대적 세기를 알 수 있었다. 셋째, 우리 주변에서 쉽게 얻을 수 있는 천연지시약의 범위를 넓혀 자주색 양배추, 포도, 장미 외에도 다양한 종류의 꽃잎 지시약의 가능성을 보였다. 특히 꽃잎을 5종의 색깔별로 구분하여 실험해 본 결과 노란색, 청·보라색, 자주색 꽃잎은 지시약으로서의 기능을 갖추고 있지만 반면 빨간색, 흰색 꽃잎은 pH에 따른 색 체계가 뚜렷하지 않아 지시약 역할을 하지 못했다. 넷째, 중화 반응이 발생했을 때 지시약 및 리트머스 시험지로 중성용액을 확인하는 것 이외에도 묽은 수산화나트륨과 묽은 염산을 반응시켰을 때의 반응열로 확인하는 방법이 있다. 따라서 알코올 온도계와 디지털 온도계를 사용하여 가장 높은 온도를 측정하는 실험을 통해 중화점을 찾을 수 있었다. 다섯째, 중화 반응 시 발생하는 전류는 가장 낮다. 꼬마전구를 이용하여 불의 밝기를 측정하여 불 밝기와 전류가 가장 약한 부분을 실험을 통해 중화점이라는 것을 확인했다. 위와 같이 SSC를 이용한 중성용액 만들기 개선방안으로 보다 간편하고 효율적인 실험과정과 다양한 방법으로 정확한 중화점을 확인할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 안전하고, 쉽게, 효과적으로 실험할 수 있는 SSC를 적용한 대체 실험이 요구된다고 하겠다. 또한 개별 실험이 가능한 SSC를 학교 현장에 도입하여 학습 효과를 극대화시키는 실험이 필요하다.
본 연구는‘용액의 변화단원 중 산성 용액과 염기성 용액을 반응시켜 중성용액을 만드는 실험 내용에 대해 교과서와 지도서 상의 어려움을 분석하고, 정확한 실험 결과를 도출할 수 있도록 Small-Scale Chemistry(SSC)를 통한 중성용액 만들기 개선방안을 제시하였다. 본 단원의 내용은 크게 산의 성질, 염기의 성질, 산과 염기의 중화 반응 및 염으로 나누어 볼 수 있는데 산과 염기의 중화 반응에서 산이나 염기 수용액에서 여러 가지 지시약이 나타내는 색깔의 변화를 알아봄으로써, 중화반응에서 용액의 액성이 변화는 순간을 포착하는 데 지시약이 유용하게 이용됨을 알아본다. 또한 산과 염기의 중화반응이 우리 생활에서 어떻게 다양하게 이용되고 있는지를 살펴봄으로써 교과서적인 지식을 넘어 우리 삶의 질을 높이는 데 기여하고 있다는 인식을 심어주고, pH 개념은 환경 분야와도 관련됨으로 중요성이 높아지고 있다. 그러나 기존의 실험대로 수행해 본 결과 중성용액 만들기에서 산, 염기 수용액의 농도와 양의 기준과 실험 과정 등이 모호하게 제시되어 있었다. 또한 중화반응 후의 중화점을 확인하는 방법으로 페놀프탈레인 지시약을 첨가하여 색 변화를 살펴보게 하였는데 산성과 중성일 때 무색으로 나타나 중화점을 찾기 어려웠다. 또한 실생활과 밀접한 관련이 있는 단원이라 실험과정 상에도 활용되어 과학에 대한 긍정적인 태도를 키워 줄 필요성이 있다. 시험관에 묽은 염산과 묽은 수산화나트륨을 스포이드를 이용해 비슷한 양을 넣어주면서 페놀프탈레인 지시약으로 중성용액임을 확인하던 기존의 실험방법과는 달리 SSC 키트를 이용, 즉 1×12 홈 스트립에 작은 방울 마이크로 뷰렛으로 0.1M HCl 6방울을 각각 넣고, 해당 지시약을 홈판에 1방울씩 넣은 후 작은 방울 마이크로뷰렛으로 0.1M NaOH 용액을 1×12 홈 스트립에 1번부터 12번까지 차례대로 1방울씩 증가하여 넣는 새로운 방법을 모색하여 교수학습 활동에 도움을 주고자 한다. SSC를 이용한 중성용액 만들기 실험활동을 통해 얻어진 결과는 다음과 같다. 첫째, 시험관에 산성 용액과 염기성 용액을 적당량 섞어 중성용액을 만드는 기존의 방법이 아닌 미량화학(Small-Scale Chemistry, SSC)을 적용하여 중성용액을 정량적으로 만들 수 있었으며, pH에 따른 색 체계를 한 눈에 볼 수 있었다. 둘째, 본 교과서에 제시된 페놀프탈레인 지시약뿐만 아니라 SSC를 활용한 중성용액 만들기 실험에서 다양한 지시약을 사용해 pH에 따른 용액의 색 체계를 한 눈에 볼 수 있어 산과 염기의 상대적 세기를 알 수 있었다. 셋째, 우리 주변에서 쉽게 얻을 수 있는 천연지시약의 범위를 넓혀 자주색 양배추, 포도, 장미 외에도 다양한 종류의 꽃잎 지시약의 가능성을 보였다. 특히 꽃잎을 5종의 색깔별로 구분하여 실험해 본 결과 노란색, 청·보라색, 자주색 꽃잎은 지시약으로서의 기능을 갖추고 있지만 반면 빨간색, 흰색 꽃잎은 pH에 따른 색 체계가 뚜렷하지 않아 지시약 역할을 하지 못했다. 넷째, 중화 반응이 발생했을 때 지시약 및 리트머스 시험지로 중성용액을 확인하는 것 이외에도 묽은 수산화나트륨과 묽은 염산을 반응시켰을 때의 반응열로 확인하는 방법이 있다. 따라서 알코올 온도계와 디지털 온도계를 사용하여 가장 높은 온도를 측정하는 실험을 통해 중화점을 찾을 수 있었다. 다섯째, 중화 반응 시 발생하는 전류는 가장 낮다. 꼬마전구를 이용하여 불의 밝기를 측정하여 불 밝기와 전류가 가장 약한 부분을 실험을 통해 중화점이라는 것을 확인했다. 위와 같이 SSC를 이용한 중성용액 만들기 개선방안으로 보다 간편하고 효율적인 실험과정과 다양한 방법으로 정확한 중화점을 확인할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 안전하고, 쉽게, 효과적으로 실험할 수 있는 SSC를 적용한 대체 실험이 요구된다고 하겠다. 또한 개별 실험이 가능한 SSC를 학교 현장에 도입하여 학습 효과를 극대화시키는 실험이 필요하다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.