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🔬 알칼리 금속이란?
알칼리 금속(Alkali Metals)은 주기율표 1족에 속하는 금속 원소로, 대표적으로 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프랑슘(Fr) 등이 있습니다. 이 금속들은 공통적으로 다음과 같은 특징을 가집니다:
- 반응성이 매우 크며, 특히 물과 격렬하게 반응
- 은백색의 무른 금속
- 쉽게 산화되므로 기름 파라벤 속에 보관
⚗️ 알칼리 금속과 물의 반응 실험
🔹 실험 목적
- 알칼리 금속이 물과 반응할 때의 반응성 비교
- 수산화물과 수소 기체 생성 확인
🔹 실험 준비물
- 알칼리 금속 (Li, Na)
- 비커, 물
- 페트리접시, 칼, 핀셋
- 페놀프탈레인 용액 (지시약)
- 보호 안경, 장갑, 실험복
🔹 실험 과정 (리튬 예시)
- 비커에 물을 담고 페놀프탈레인을 2~3방울 떨어뜨려 무색인 것을 확인한다.
- 핀셋으로 소량의 리튬을 꺼낸 뒤 쌀알 크기로 자르고, 1의 비커에 넣는다.
- 리튬이 물 위에 떠서 움직이며 반응하고, 수소 기체가 발생하며 붉은색이 된다.
⚛️ 화학 반응식
리튬 + 물:
2Li(s)+2H2O(l)→2LiOH(aq)+H2(g)
- LiOH: 수산화 리튬(염기성)
- H₂: 수소 기체 (불에 붙으면 ‘펑’ 소리)
나트륨 + 물:
2Na(s)+2H2O(l)→2NaOH(aq)+H2(g)
- NaOH: 수산화 나트륨(염기성)
- H₂: 수소 기체 (불에 붙으면 ‘펑’ 소리)
* 칼륨 반응은 더 격렬하며 불꽃도 발생할 수 있으므로 실험실에서의 실제 학생 실험은 매우 위험하다. (동영상으로 실험 영상 확인이 좋다.)
2K + 2H2O → 2KOH + H2↑
🔥 실험 관찰 포인트
금속 반응 속도 특징
| 리튬 | 느림 | 거품 적음 |
| 나트륨 | 중간 | 둥둥 떠다님 |
| 칼륨 | 빠름 | 보라색 불꽃 발생 |
⚠️ 안전 수칙
- 직접 손으로 금속을 만지지 말 것
- 작은 조각만 사용
- 고글, 장갑 착용 필수
- 실험 후 즉시 잔여물 처리
🧠 과학적 의미
- 알칼리 금속은 전자가 1개뿐이라서 이온화 에너지가 낮고 반응성이 큼
- 주기율표 아래로 갈수록 반응성이 증가
- 물과 반응하여 염기성 수용액(NaOH, KOH 등)을 형성하므로 페놀프탈레인 지시약에 의해 붉은색으로 변함
✅ 정리
알칼리 금속과 물의 반응 실험은 단순한 관찰을 넘어서, 주기율표의 규칙성과 화학 반응성의 원리를 이해하는 데 필수적인 실험입니다. 특히 반응성의 증가, 염기 생성, 수소 기체 발생 등은 학생들이 실생활과 연결하여 과학 개념을 흥미롭게 받아들이게 합니다.
📌 정확한 실험 계획과 안전한 환경에서 진행해야 하며, 강한 반응성으로 인해 반드시 교사의 지도 아래 실험해야 합니다.
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