기체반응법칙 가상실험 - 기체의 부피비를 스스로 찾아내 보자.

기체반응 법칙 가상실험

교과서에 나오는 기체반응법칙 실험을 간단하게 가상으로 실험해 볼 수 있다.

기체반응 비율을 미리 알려주지 말고 가상실험을 통해 스스로 밝혀 보게 해 보자. 

아래 링크로 접속하면 된다.

https://sciencej.cafe24.com/html5/gaslaw/gaslaw.html

<사용방법>

1. 생성물을 선택한다.

- 수증기생성 반응이나, 암모니아 생성 반응, 그리고 임의의 기체반응들을 선택할 수 있다.

수증기 생성반응에 성공했다면 임의기체 반응을 선택하고 같은 방법으로 기체부피비를 찾아내 보자. 

찾아 냈다면 자신들이 생각한 비율이 맞는지 검증도 해 볼 수 있다.

 

2. 반응 기체의 원하는 양을 선택한다. 

-몇mL 씩 반응 시킬건지 선택한다. 

너무 많이 넣으면 피스톤이 주사기를 벗어 날 수 있다. 그럼 초기화를 눌러 처음부터 다시 하자

한번 실험이 끝나도 안에 남아 있는 기체가 있다면 추가로 다른 기체를 넣어 계속 반응시켜 볼 수 있다.

 

3.선택이 끝나면 충전하기를 눌러 주사기에 가스를 충전한다.

- 충전하기 버튼을 누르면 선택한 기체의 양만큼 주사기에 주입된다.

 

4. 반응하기 버튼을 누르면 주사기 안에 기체들이 반응하면서 생성물 기체가 만들어 진다.

  - 이과정에서 기체반응법칙에 의해 일정한 비율로 결합하게 된다.

  - 초기 조건은 물과, 임의 기체는 생성된 기체는 모두 액체로 바뀌거나, 주사기 안에서 사라진걸로 가정하고 결과를 보여 준다. 즉 반응에 참여하지 못한 기체의 부피만이 보여지게 된다.

 (단 암모니아의 경우에는 초기조건이 액체로 바뀌지 않고 기체로 바뀌도록 되어 있다. 그래서 생성된 기체의 양이 물의 반응과 다르게 주사기 안에 남아 있게 된다.  학생들이 혼란스러워 할 수 있지만, 물과 암모니아를 비교해 보면서 실제 상황에서 의미를 정확하게 이해할 수 있도록 지도 하다.)

5. 남은 반응기체가 있다면 생성물 중에 원하는 기체를 추가로 넣어 다시 반응 시킬 수 있다.

 

<옵션선택>

 

생성기체남기기에 체크를 하면, 생성된 모든기체도 액체로 바뀌지 않고 모두 주사기 안에 기체상태로 남아있는 걸로 가정하고 결과를 보여 준다.  따라서  반응이 끝난 후 주사기 부피는 남은기체와 생성된 기체의 합으로 보여지게 된다. 학생들 입장에서는 난이도가 올라가 어려워 지지만, 잘 따지면서 비율을 찾아 볼 수 있다.

 

<수업시간 활용팁>

1. 스스로 기체반응부피비를 가상실험을 통해 찾아내도록 지도해 보자.

  - 산소 20mL 를 넣고 수소를 5mL 씩 계속 추가로 넣어 가면서 반응을 확인하면 된다. 그럼 산소와 수소의 반응비를 알 수 있다

 -아래 그림처럼 수소기체를 고정시켜 놓고 산소를 조금씩 추가로 넣어가면서 확인해 볼 수도 있다.. 

- 실험결과를 토대로 원하는 양을 넣어 완전히 반응하는지 검증하면 기체의 부피비를 확인할 수 있다.

 

2. 임의기체 1,2,3 은 결합하는 부피비가 모두 다르다. 학생들이 탐구계획을 세워 스스로 찾아 내보고, 맞는지 검증해 보게 하자. 

임의기체1 -> 2:1:1

임의기체2 -> 4:1:2

임의기체3 -> 3:1:3

<참고자료1>

재과만에 정현주샘이 올려주신 내용과 활동지 입니다.

아이들이 <실험실 연구원>이라는 컨셉으로 부피비를 찾는 수업 진행했습니다.  조별로 역할을 나누고, 전체 결과를 수합하였습니다. 활동시간은 20분 정도 소요되고, 대부분의 팀이 잘 찾았습니다.

학습지에 가상실험 QR코드를 삽입해서 나눠 줘도 좋다. 

[활동지]기체반응의법칙_시뮬레이션.hwpx

0.05MB

<참고자료2>

https://sciencelove.com/1071

수소와 산소를 합성하여 물(화합물)만들기 (기체반응의 법칙)

https://sciencelove.com/2448

기체반응의 법칙에 대한 학습 영상 - 1인 2역

https://sciencelove.com/1886

뻥튀기로 기체반응의 법칙 모형 만들기