동아리 활동, 간단한 화학 실험, 물의 전기 분해

안녕하세요. 동아리 시간 등에 간단하게 할 수 있는 화학 실험을 소개해드리겠습니다. 바로 물의 전기 분해 실험인데요
실험 자체는 쉽고 위험하지 않아서 누구나 충분히 할 수 있답니다. 물의 전기분해 실험은 전기분해, 산화 환원 반응, 산 염기와 지시약, 중화반응, 기체의 성질 등 다양한 내용을 포함하고 있어 특정 학년에 구애받지 않고 적절히 구성하여 수행할 수 있을 것 같아요.
 

실험 준비물

실험 준비물은 다음과 같아요.

• 증류수, 수산화나트륨(NaOH) 또는 황산나트륨(Na₂SO₄), 지시약(BTB, 페놀프탈레인 등)
• 일회용 스포이트(3mL), 플라스틱 컵, 9V 건전지 및 전지 소켓, 침핀

실험 과정

1. 증류수에 수산화나트륨(또는 황산나트륨)을 적당량 녹여줍니다. 
: 전해질을 넣어주는 이유는 전류가 잘 흐르도록 하기 위함이며 아무 전해질이나 넣어주면 안 됩니다. 원치 않는 생성물이 만들어질 수 있어요. 수산화나트륨을 사용한다면, 강염기이므로 주의해야 합니다. 물의 전기분해로 인한 수용액의 액성 변화를 관찰하기 위해서는 황산나트륨을 사용하세요.
2. 1에서 만든 수용액을 반쯤 잘라낸 플라스틱 컵에 넣어줍니다.
3. 일회용 스포이트 2개를 적당한 길이로 잘라 내부를 1의 용액으로 가득 채웁니다.
4. 3에서 만든 스포이트를 2의 플라스틱 컵에 거꾸로 세워 넣습니다.
:물의 표면장력 때문에 수용액이 쏟아지지 않아요.
5. 스포이트의 중간 부분에 침핀을 찔러 넣습니다.
: 침핀은 스포이트를 관통하지 않고 스포이트 중간에 침핀 끝 부분이 위치하도록 합니다. 전기분해가 시작되면 침핀 위쪽으로 기체가 모이기 때문에 너무 위쪽에 침핀을 꽂지 않도록 합니다.
6. 양쪽 침핀에 9V 건전지를 연결합니다.

전기분해 실험장치

추가 실험

• 전기분해가 일어날 때 수용액의 액성 변화를 관찰해 보세요. 증류수에 황산나트륨(수산화나트륨은 염기이므로 안됨)을 녹인 후 지시약(BTB, 페놀프탈레인 등)을 첨가한 후, 전기 분해를 수행해 보세요. 전기 분해가 끝난 후 컵, 스포이트의 수용액을 모두 섞어보세요.
• 포집된 기체의 성질을 확인해 보세요. 향불을 가까이 가져가보며 수소와 산소의 성질을 알아볼 수 있습니다.