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버리면 쓰레기에 불과한 알루미늄 캔으로 명반을 만들어 보자.
 

우리 생활 주변에서 쉽게 만날 수 있는 캔 음료용기. 모두 알루미늄으로 만든 것은 아니다. 몸체가 두개로 나누어져 있는 것이 알루미늄으로 만든 것이고 세개인 것은 철로 만든 것이다. 보통 콜라는 알루미늄 캔에 식혜는 철 캔에 담겨있다. 간단하게 알루미늄 캔으로 명반(명반을 구워서 물의 결정을 추출하면 백반이 됨)을 만들 수 있는 방법이 있다.

명반이란 MⅠMⅢ(SO₄)₂·12H₂O의 화학식을 갖는 정8면체 결정을 총칭한다. MⅠ은 칼륨 나트륨 암모늄기 등의 1가 양이온 금속이고, MⅢ는 알루미늄 철 크롬 등의 3가 양이온 금속이다. 위의 실험에서 수산화칼륨이 1가 양이온금속, 알루미늄이 3가 양이온 금속, 황산수용액이 환산 이온을 제공한다. 그래서 KAI(SO₄)₂·12H₂O의 명반을 만들어 낸 것이다. 명반은 봉숭아 꽃물을 들일 때 같이 섞어서 빻거나 텐트 주변에 뱀의 접근을 막기 위해 뿌리는 것으로도 유명하다.

준비물

알루미늄 캔, 수산화칼륨용액, 황산수용액, 가위, 비커, 스탠드, 거름종이, 깔때기

보너스 실험
 

앞의 실험에서는 명반이 가루상태로 얻어진다. 명반을 큰 결정체로 얻으려면 어떻게 해야 할까?

이 과정은 며칠씩 기다려야한다. 또한 용액에 약간의 불순물이 있으면 그 불순물 주위에 결정이 생긴다. 인내심과 정밀성이 요구되는 실험이다.

잠깐!

몰농도는 용액의 농도를 나타내는 방법 중 가장 많이 사용되는 단위다. 용액 1L 속에 녹아있는 용질의 몰수를 몰 농도라 한다. 1몰이란 분자나 이온의 개수가 아보가드로수(6×${10}^{23}$) 만큼 존재하는 것을 말한다. 수산화칼륨 1몰의 질량이 칼륨질량 39, 산소 16, 수소 1을 더한 56g이므로 4몰이 될려면 2백24g이 필요하다. 2백24g은 물 1L에 필요한 양이므로 50mL에는 11.2g이 필요하다.