1. 물질의 구성 - 원소를 구별하는 방법(불꽃반응 실험)

앞에서 고대부터 지금까지 많은 학자들이 생각한 물질의 근원이 무엇일까?라는 개념에 대해서 알아봤습니다. 물질을 이루는 기본성분을 원소라고 했고, 물이 분해가 되면서 아리스토텔레스가 말한 물질의 근원인 물이 아님을 알아봤습니다. 오늘은 원소를 구별하는 방법인 불꽃반응과 스펙트럼에 대해서 알아보겠습니다.

 

중2과학 물질의 구성 - 원소를 구별하는 방법

 

1. 불꽃반응

물질안에 어떤 원소가 들어 있는지 확인하는 방법에는 크게 두 가지가 있습니다. 불꽃반응과 스펙트럼이죠~~

하나씩 볼까요??

 

1. 불꽃 반응

불꽃반응은 말 그대로 불꽃색을 확인하여 어떤 원소인지 확인하는 것으로, 금속 원소가 들어 있는 물질에 불을 붙였을 때 물질에 포함된 금속 원소의 종류에 따라 특유의 불꽃색이 나타나는 반응입니다.

 

2. 불꽃반응의 특징

불꽃 반응의 특징은 크게 3가지 있는데요, 

• 시료의 양이 적어도 원소를 구별할 수 있다는 것.
• 실험방법이 간단하다는 것.
• 불꽃색으로 확인이 가능한 원소는 정해져 있다는 것. (ex, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 구리, 리튬, 스트론튬정도)
• 불꽃색이 비슷한 원소는 구별하기 어렵다는 것. (리튬과 스트론튬의 불꽃색은 둘 다 빨간색)
• 물질에 포함된 금속 원소의 종류가 같으면 같은 불꽃색이 나타나는 것. (ex, 염화나트륨과 질산나트륨에는 둘다 나트륨이라는 금속 원소가 있으므로 둘다 노란색의 불꽃색이 나옴)

3. 여러 가지 금속 원소의 불꽃색

여러 가지 금속 원소의 불꽃색

 

4. 불꽃반응의 단점

같은 불꽃색이 나오는 리튬과 스트론튬은 둘 다 빨간색이므로 구별하기 힘들죠. 그래서 이런 경우에는 스펙트럼을 이용하죠.

 

2. 스펙트럼

스펙트럼은 빛을 분광기에 통과시킬 때 나나타나는 여러 가지 색의 띠를 말합니다. 

 

1. 스펙트럼 종류

스펙트럼에는 연속 스펙트럼과 선 스펙트럼(불연속 스펙트럼)으로 나누게 됩니다.

햇빛을 분광기로 보면 연속스펙트럼이 볼 수 있고요, 비가 온 뒤 볼 수 있는 무지개도 연속 스펙트럼이죠.

 

햇빛 연속 스펙트럼

 

선 스펙트럼은 금속 원소의 불꽃을 분광기로 보면 나오는 스펙트럼입니다.

 

스트론튬의 선 스펙트럼

 

2. 선 스펙트럼의 특징

• 원소의 종류에 따라 스펙트럼이 나타나는 선의 위치, 색깔, 굵기, 개수등이 다릅니다. ( 같은 불꽃색인 리튬과 스트론튬도 구별이 가능하죠.)
• 물질에 따라 여러 가지 원소가 포함되어 있는 경우, 각 원소의 선 스펙트럼이 모두 나타나므로 물질에 포함된 원소의 종류를 확인할 수 있습니다.
• 불꽃반응은 일부 금속 원소만 구별이 되는 반면, 선 스펙트럼은 모든 원소를 구별할 수 있습니다.

 

3. 선 스펙트럼 분석

 

여러 가지 원소의ㅣ 선 스펙트럼(표시 X)

 

여러 가지 원소의 선 스펙트럼

 

우선, 리튬, 칼륨, 바륨은 서로 다른 원소 이므로, 선 스펙트럼이 다르죠. 

물질 X에 어떤 원소가 있을까요? 우선, 리튬 선 스펙트럼과 물질 X의 선 스펙트럼을 비교를 하면 같은 위치에 선 들이 보이시나요? (빨간색) 따라서 물질 X에는 리튬이 들어 있다고 보면 됩니다.

물질 X에 또 들어 있는 원소가 바로 바륨이네요.(파란색) 하지만, 칼륨은 물질 X에 없다는 것을 알 수 있죠? 즉, 물질 X에 같은 원소가 들어 있으려면 선의 위치, 개수, 굵기등이 모두 같아야 한다는 것이죠. 칼륨을 보면 같은 자리에 있는 선도 있지만, 다른 곳에 있는 선도 있으므로, 물질 X에는 없다고 보는 것이죠^^

 

이상 원소를 구별하는 불꽃반응과 선 스펙트럼에 대해서 알아봤습니다. 다음에는 원자와 분자에 대해서 알아봅시다^^