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양초에 불을 켜기 위해서는 성냥이나 라이터가 필요합니다. 그러나 성냥이나 라이터 없이 저절로 양초에 불이 켜지게 하는 방법이 여기 있습니다.

어느새 한낮의 햇볕이 따스한 봄날이 됐습니다. 차가운 겨울의 긴장이 풀림과 동시에 우리의 눈꺼풀도 풀리기 쉬운 계절이군요. 이럴 때는 마술사의 묘기처럼 졸린 눈을 번쩍 뜨이게 해줄 무엇인가가 있으면 좋겠죠? 식곤증이 일어나는 오후 과학시간에 마술처럼 재미있는 실험을 통해 신선한 새봄을 맞이하면 어떨까요?

양초를 켜기 위해서는 발화를 위한 불이 필요합니다. 그러나 불 없이 저절로 켜지는 양초를 한번 만들어 봅시다. 이 정도면 마술사가 다룰 수 있는 양초라고 할 수 있겠죠? 이 마술사의 양초는 우리가 흔히 사용하는 양초를 조금만 바꾸어 주면 쉽게 얻을 수 있습니다.

준비물

양초, 염소산칼륨, 설탕, 진한 황산, 유리막대

실험방법

1 양초를 준비해 심지와 양초 가장자리에 작은 홈을 판다.
2 콩알 정도 양의 염소산칼륨과 같은 양의 설탕을 섞은 혼합물을 양초의 홈에 채운다.
3  양초를 단단히 고정시킨 후 유리막대에 진한 황산을 묻혀 조심스럽게 양초의 홈에 떨어뜨린다.

자, 이제 작은 불꽃이 톡톡 튀면서 심지에 불이 붙는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 연속적인 촉매 작용에 의해 일어나는 변화입니다. 촉매란 '화학 반응 자체에 직접 참여하지 않지만 반응을 도와주어 반응 속도를 달라지게 하는 물질'을 말합니다. 그 반응 속도 변화에 따라 반응을 빠르게 해주면 '정촉매', 느리게 하면 '부촉매'라고 부릅니다.

이 마술사의 양초 반응에서는 3단계로 촉매작용이 일어납니다. 우선 진한 황산에 의해 설탕에서 물이 빠져나가면서 탄소가 생기게 됩니다.
설탕-황산→탄소+물+열

그리고 이 때 생기는 열과 탄소 때문에 염소산칼륨이 빠르게 분해되면서 산소가 만들어집니다.
염소산칼륨-열·탄소→염화칼륨+산소

산소는 다른 물질을 타게 해주는 조연성(助燃性)이 있기 때문에 탄소를 타게 해주고, 탄소가 타면 열이 발생합니다. 그 열로 인해 양초의 파라핀이 녹아 기체가 돼 양초에 불이 붙게 되는 것입니다.
탄소+산소→이산화탄소+열

이 반응에서 염소산칼륨을 쓰는 이유는 바로 산소를 충분히 만들어주기 위해서 입니다. 산소가 많아지면 양초의 탄소가 타는 온도가 낮아져서 쉽게 불이 붙을 수 있기 때문입니다.

마술사의 한마디로 저절로 켜지는 촛불! 봄날의 햇볕이 이제 더이상 졸리지는 않을 것입니다.