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장난감에 건전지를 끼울 땐 볼록한 (+)극과 평평한 (-)극을 잘 확인해야 해요. 방향을 제대로 맞춰야 전기가 흐르고, 이 힘으로 장난감이 움직일 수 있거든요.

전기는 전자의 흐름이에요. 전지에서 전기가 흐르는 이유는 (+)극과 (-)극의 금속에서 산화·환원 반응이 일어나기 때문이에요. 어떤 원자나 분자가 전자를 잃는 것을 산화 반응, 전자를 얻는 것을 환원 반응이라고 하지요. 즉, 음극에서 나온 전자가 양극으로 움직이면서 전기가 만들어지는 거랍니다.

일반적으로 사용하는 건전지는 (+)극에 이산화망간을,  (-)극에 아연을 사용해요. 이 두 금속은 산화·환원 반응이 잘 일어나도록 통로 역할을 하는 전해질 속에서 각각 반응하는 정도가 달라요. 금속은 수용액 속에서 반응하는 정도가 다른데, 아래의 표에서 확인할 수 있어요.

이 표에서 윗줄 왼쪽에 있을수록 반응성이 커서 전자를 잃어버리고 양이온이 되기 쉬워요. 반대로 아래줄 오른쪽에 있을수록 전자를 받고 음이온이 되기 쉽지요. 

건전지에서는 아연은 아연이온으로 바뀌며 전자를 내놓는 산화 반응이 일어나고, 이산화망간은 전자를 얻는 환원 반응이 일어나면서 전기가 생기는 거랍니다.

오렌지로 시계를 작동시켜 보아요!

‘스미스소니언 친환경 시계’는 과일 전지를 이용해 시계를 작동시켜 보는 키트예요. 과일을 담을 수 있는 받침대와 시간이 표시되는 시계 모듈, 전극 4개로 구성돼 있지요.

단, 과일은 들어 있지 않아요. 냉장고에 있는 과일이나 채소 중 원하는 것을 선택해 준비하면 돼요. 보통 과즙이 풍부한 귤이나 사과, 배, 오렌지 등이 효과가 잘 나타나요. 양파와 감자, 고구마, 가지 등의 채소와 두부도 사용할 수 있지요.

일단 받침대 양쪽 끝 공간 두 곳에 준비한 오렌지를 놓고, 가운데 구멍에 시계를 꽂아요. 이후 전선이 빨간색인 구리 전극(노란색)을 한쪽 오렌지에 꽂고, 전선 끝을 시계 모듈 뒤쪽의 ‘+’ 부분에 연결해요. 또 다른 오렌지에는 검은색 전선의 아연 전극(은색)을 꽂고, 전선 끝을 ‘-’ 부분에 연결하지요.

그다음 파란색 전선의 두 전극을 두 오렌지에 각각 꽂을 차례예요. 이때 주의할 점은 구리 전극(노란색)은 이미 아연 전극(은색)이 꽂혀 있는 오렌지에, 아연 전극(은색)은 구리 전극(노란색)이 꽂혀 있는 오렌지에 연결해야 해요. 즉 오렌지 하나에 구리 전극과 아연 전극이 하나씩 꽂히도록 하는 거죠. 이렇게 연결하는 순간 전기가 흐르고, 시계 모듈에서 시간이 짠 하고 나타난답니다.

여러 가지 종류의 과일과 채소를 이용해 나만의 친환경 시계를 만들어 보세요!