◎ 미리생각해보기

온도가 차가워지면 색이 변하는 맥주나, 온도에 따라 발색이 되는 매니큐어를 본 적 있나요? 이러한 제품들은 어떤 이유에서 색이 변할까요?
	차가워진 맥주캔 에서 희미했던 그림이 또렷한 색으로 나타나거나, 손톱에 바른 매니큐어의 색깔이 온도에 따라 점점 발색되는 이유는 바로 ‘시온 색소’ 때문입니다. 이 색소의 색이 변하는 원리를 이용한 제품은 열감지 스티커, 색이 변하는 컵 등 일상에서 흔히 볼 수 있습니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니

다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

제공된 슬라임전용풀과 색소는 인체에 무해합니다. 약간의 착색이 될 수 있으니 실험이 끝난 후, 비누로 손을 깨끗이 씻어주세요.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

5. 섞인 혼합액을 새로운 종이컵에 따라주세요. 새 하드스틱으로 슬라임전용풀과 물이 섞이도록 다시한번 저어주세요. (주의! 투약병에 불투명풀이 남아있지 않도록 전부 따라주세요.)	6. 빨강색 색소를 혼합액이 담긴 종이컵에 적당량 넣고 골고루 섞이도록 저어주세요.

1. 따뜻한 물을 준비해 주세요. 제공된 계량컵으로 물을 계량하여 종이컵에 50ml 부어주세요.	2. 붕사를 물이 담긴 종이컵에 넣고, 다 녹을 때까지 저어주세요.

7. 시온파우더를 넣고 하드스틱으로 골고루 섞이도록 저어주세요. (주의! 시온파우더가 처음에 혼합액과 잘 섞이지 않을 수 있습니다. 골고루 섞일 때까지 저어주세요.)	8. 시온파우더가 섞인 혼합액에 처음에 만들어둔 붕사용액을 조금씩 부어가며 저어주세요. 액체들이 뭉쳐져 이내 덩어리가 됩니다.

◎ 실험방법

3. 슬라임전용풀이 담긴 투약병의 뚜껑을 열고, 물을 60ml까지 부어주세요.	4. 투약병의 뚜껑을 닫고. 슬라임전용풀과 물이 잘 섞이도록 흔들어 주세요.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

6. 도안을 접어 양면테이프를 이용해 붙여주세요.	7. 동전이 쌓이는 저금통 도안을 접어 양면테이프로 붙여주세요.

7. 상자 뒷면에 양면테이프를 이용해 건전지를 붙여주세요. 그림과 같이 검정색, 빨강색 전선을 구멍에 끼워주세요.

9. 덩어리가 된 슬라임을 새 종이컵에 덜어 하드스틱으로 계속 저어주세요.	10. 어느 정도 형체가 된 긴 덩어리를 손에 덜어 주물주물 만져주면 완성! 실험이 끝난 슬라임은 제공된 지퍼백에 넣어 집에 가져가도록 합니다.

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 슬라임을 늘이거나 줄여보고, 다양한 모양을 만들어 보세요. 불투명 풀과 물,

붕사용액은 어떤 원리로 인해 액체에서 흐르지 않는 덩어리가 되었을까요?

⇒ 물과 섞인 슬라임전용풀과 붕사용액은 탈수축합 반응을 통해 물이 빠져나가면서 서로 뭉쳐져 덩어리가 되었습니다.

2. 슬라임을 낮은 온도(겨울에는 실온, 여름에는 냉장고 또는 차가운 음료 근처)

에 둔 후, 손을 대 보세요. 어떤 반응이 일어나나요?

⇒ 보라색이었던 슬라임은 손의 열에 의해 핑크색으로 변합니다.

◎ 원리이해

1. 색이 변하는 색소

일정한 온도가 되면 색이 변하는 색소를 말합니다. 기준 온도에 도달하면 색이

사라졌다가 온도가 내려가면 원래의 색을 되찾는 가역성 색소와, 기준 온도에 도

도달하면 색이 사라진 후 원래의 색으로 되돌아 가지 않는 비가역성(불가역성)

으로 나누어 집니다. 따라서 가역성 색소는 반복 사용이 가능하며, 기준 온도는

-15℃~70℃를 사용하며 컵, 온도계, 매니큐어, 스티커 등 일상에서 주로 사용됩

니다. 비가역성(불가역성)색소는 1회성으로 40℃~450℃를 사용하며, 전기, 전자

등 주로 산업용에 사용됩니다.

2. 색이 변하는 원리

시온 색소는 ‘마이크로캡슐‘ 이라는 캡슐 속에 색소, 발색제, 소색제의 세 가지

성분이 배합된 색소를 말합니다. 높은 온도에서는 색소가 소색제에 용해되어 발색

제와 결합하지 못해 색소 본래의 색을 가지게 됩니다. 온도가 낮아지게 되면 소색

제로부터 색소가 분리되고 발색제와 결합하여 제 2의 색을 나타내게 됩니다.

실험에서 불투명 풀과 물을 섞은 혼합액에 빨강색소와 파랑시온색소를 섞고 저으

면 액체는 보라색으로 변합니다. 여기에 붕사용액을 넣고 저으면, 액체들이 뭉글해

지며 이내 덩어리로 뭉쳐지게 됩니다. 뭉쳐진 덩어리를 손으로 덜어 주무르다 보면

색이 분홍색으로 변하는 것을 볼 수 있습니다. 제공된 파랑시온색소는 28℃ 이상

에서 색소 본래의 색인 흰색을 나타냅니다. 28℃보다 낮아지면 발색제인 파란색과

결합하여 시온색소의 색인 파란색을 띄게 되고, 같이 넣어준 빨강색소와 혼합되어

슬라임은 보라색으로 보이게 됩니다.

4. 슬라임전용풀과 붕사 용액이 만나 덩어리가 되는 원리

붕사는 Na2B4O7·10H2O의 화학식으로 나타내며 테트라붕산나트륨 이라는 붕

산을 만드는 원료 광석입니다. 불투명 풀의 주 원료는 PVA로, 폴리비닐알코올이

라고 합니다. 이 PVA는 비닐알코올이 반복되는 구조를 가지고 있는 고분자 입니

다.

PVA의 구조에는 수산화기(-OH)가 있어 다른 고분자에 비해 물에 잘 녹는 편이

어서 붕사, 물, PVA가루를 섞으면 붕사가 PVA분자에 결합하고 연결체인 역할을

하여 거대한 분자사슬 고리를 만들게 되어, 고무와 같은 특성을 갖게 됩니다.

[PVA 풀의 화학식]                   [붕사용액 속 이온화 된 붕사]

+

↓

[슬라임]

학습목표

온도에 따라 색이 변하는 슬라임을 만들어 보고,

시온 색소와 고분자 화합물의 반응에 대해 알아봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

온도가 차가워지면 색이 변하는 맥주나, 온도에 따라 발색이 되는 매니큐어를 본 적 있나요? 이러한 제품들은 어떤 이유에서 색이 변할까요?

◎ 미리생각해보기

슬라임전용풀 1개, 붕사 1개, 시온파우더 1개, 식용색소, 하드스틱 2개, 종이컵 3개, 지퍼백 1개, 계량컵, 일회용스푼

※직접 준비해 주세요. (따뜻한 물)

◎ 실험준비물

1. 슬라임을 늘이거나 줄여보고, 다양한 모양을 만들어 보세요. 슬라임전용풀과 물, 붕사용액은 어떤 원리로 인해 액체에서 흐르지 않는 덩어리가 되었을까요?

2. 슬라임을 낮은 온도(겨울에는 실온, 여름에는 냉장고 또는 차가운 음료 근처)

에 둔 후, 손을 대 보세요. 어떤 반응이 일어나나요?

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점