변산반도에는 왜 가 많이 날까 ?

한광고등학교 영재학급 4 조 해양화학부분 김혜진 , 이시온 , 이지혜 , 최우년

백합조개

연구 동기

• 새만금의 어린 백합 조개를 다른 지역에 옮겨 양식을 했더니 폐사했다는 내용의 기사를 보고 백합조개에 관해 알게 됨 .

• 리조트 주변의 음식점 간판에 백합조개가 써 있는 것을 보고 그 기사가 떠오름 .

연구 목적

• 변산반도에서 백합조개가 많이 나는 원인을 찾기 위해 앙금 생성 실험과 불꽃 반응 실험 , 인터넷 및 문헌 조사 등 다양한 방법을 통해 탐구한다 .

연구 설계• 백합조개와 바지락의 껍데기 성분을

앙금생성반응과 불꽃반응을 이용하여 비교한다 .

• 비교한 내용을 바탕으로 이 지역의 갯벌의 성분을 추측해본다 .

• 백합조개가 많이 나는 또 다른 이유를 인터넷으로 조사해본다 .

가설 설정

• 백합조개 껍데기와 바지락 껍데기의 불꽃 반응 색은 같을 것이다 .

• 여러 화합물에 반응하여 앙금이 생성될 것이다 .• 백합조개 껍데기에는 바지락 껍데기의 성분에

포함되지 않는 원소가 있거나 , 특정 원소가 더 많은 양이 존재할 것이다 .

연구 준비물

• 스포이드 , 전자저울 , 약숟가락 , 비커 , 백합조개 , 바지락 껍데기 , 사포 , 투명필름 , 증류수 , 백금선 , 알코올 램프 , 질산은 , 질산마그네슘 , 질산바륨 , 탄산나트륨 , 황산나트륨 , 염화나트륨 5% 수용액

연구 과정 – 실험 1

• 불꽃반응 실험

1. 백합조개와 바지락 껍데기를 사포로 간다 .

연구 과정 – 실험 1

2. 갈은 가루를 백금선에 묻혀 겉불꽃에 집어넣는다 .3. 불꽃색을 보고 껍데기 안에 포함된 원소를 알아낸다 .

연구 결과 – 실험 1

횟수

조개

1 회 2 회 3 회 4 회 5 회 평균

백합 4‘ 87’’ 4’ 21’’ 3’ 53’’ 2’ 86’’ 1’ 97’’ 3’ 49’’

바지락 4’ 93’’ 4’ 35’’ 3’ 62’’ 3’ 18’’ 2’ 26’’ 3’ 67’’

• 반응 속도 : 바지락 < 백합• 회수를 거듭할수록 점점 반응속도가 빨라짐 .

연구 과정

• 앙금생성반응 실험

1. 증류수에 질산은 , 질산마그네슘 , 질산바륨 , 탄산나트륨 , 황산나트륨 , 염화나트륨 가루를 넣고 5% 수용액을 만든다 .

2. 색지에 표를 그린 후 투명 필름을 위에 올린다 .

3. 조개 껍데기 가루 수용액을 만든다 .4. 조개 껍데기 가루 수용액에 각각의 수용액을 2~3

방울씩 떨어뜨린다 .

5. 앙금이 생기는지 보고 어떤 원소가 포함되어 있는지 알아본다 .

6. 위 과정을 10 회 반복한다 .

연구 과정 – 실험 2

연구 결과 – 실험 2

첫번째 실험 ~ 네번째 실험 : 앙금이 보이지 않음 .

다섯번째 실험: 탄산나트륨과 염화나트륨 , 황산나트륨에서 반응을 보임 .

여섯번째 실험 ~ 열번째 실험: 앙금이 보이지 않음 .

연구 결과

• 앙금생성반응에서 10 번의 실험중 다섯번째 실험에서만 앙금이 생김

• 다섯번째 실험에서는 왜 앙금이 생겼을까 ?라는 의문을 가지고 추가 실험을 전개 .

의문제기 – 추가실험 1

• 앙금반응실험 추가 실험

• 실험 변화 조건1) 수용액의 농도2) 바지락과 백합조개 가루 수용액의 농도3) 바지락과 백합조개 가루를 녹이는 용매

실험 과정 – 추가 실험 1

• 바지락과 백합조개 가루 용액에서는 아무런 앙금생성반응이 일어나지 않았다 .

• 다섯 번째 실험에서 나온 결과는 다른 용액들이 소량 섞였을 가능성이 있는 것으로 보인다 .

실험 결과 – 추가 실험 1

• 조개 껍질은 탄산칼슘으로 만들어진다고 했는데 , 아무런 앙금도 만들어지지 않음 .

• 질산 은 , 질산 마그네슘 , 질산 바륨 , 탄산나트륨 , 황산 나트륨 , 염화나트륨 5% 수용액 자체에 문제가 있는 것은 아닐까 ?

의문제기 – 추가실험 2

1) 질산 은 , 질산 마그네슘 , 질산 바륨 , 탄산나트륨 , 황산 나트륨 , 염화나트륨 5% 수용액을 준비한다 .

2) 해수를 떠와서 스포이드를 이용하여 2~3방울씩 떨어뜨린다 .

3) 그 위에 5% 수용액을 떨어뜨린다 .

실험 과정 – 추가 실험 2

실험 결과 – 추가 실험 2

질산은 , 질산바륨 , 탄산나트륨에 반응하였다 .

질산은 질산마그네슘 질산바륨 염화나트륨탄산나트륨 황산나트륨

문헌조사

• 백합조개는 순수한 바닷물 보다는 담수의 유입량이 풍부하여 염도가 다른 바다에 비해서 낮은 편이며 영양염류가 많아 백합조개의 먹이가 되는 플랑크톤이 풍부하게 서식하는 곳에 많이 산다 .

출처 : 『갯벌 이야기』

문헌 조사

결론• 불꽃반응 실험 시에 염산으로 잔여물질을

제거해주지 못하여 정확한 결과를 얻을 수 없었다 .

• 조개 껍데기의 성분을 이온상태로 만들 수 있는 적정 용매를 사용하지 못해 앙금생성 반응 실험이 제대로 이루어지지 못했다 .

• 수온이 높을수록 , 염도가 낮을수록 백합조개가 잘 자란다 .

느낀점• 실험을 할 때에는 사전 조사와 실험 준비를 철저히 해야겠다 .

• 고체 상태에서는 앙금생성반응이 일어나지 않는다는 것을 알게 되었다 .

• 새로운 실험을 설계하여 실행하는 데에는 수많은 시행착오를 겪게 된다는 것을 알게 되었다 .

• 조금 더 충분한 시간과 재료를 가지고 , 실험할 수 있었다면 더 좋은 결과를 얻을 수 있었을 것이다 .

• 잘못된 결과의 원인을 찾아냈을 때의 희열을 맛 볼 수 있었다 .