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주제(단원명) 및 방법 업

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1. 주제(단원명) 및 방법 업로드 : 7월10일(목)

2. 내용 완성본 업로드: 7월20일(일)

2학년 프로젝트 활동으로 화학 교과 활동을 위한 시간이 부족할 듯 하여 기한을 연장하였습니다.

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진로 희망 분야: 공학 분

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1. 진로 희망 분야: 공학 분야

2. 산 염기 중화 반응

3. 의약품의 체내 흡수 조건에 대해 알아보고 싶다. 의약품은 우리 일상에서 쉽게 접할 수 있는데 이러한 약품들이 체내에 흡수되기 위한 조건으로 pH 조절이 필요하다는 것을 알게 되었고 이를 직접 확인해보고 싶기 때문이다.

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실험재료 준비 및 확인이 

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실험재료 준비 및 확인이 필요한 학생은 10일(목)

12시50분까지 2층 과학실로 오세요.

과학실에서 실험을 할 학생은 11일(금) 담임선생님께 말씀드리고 3시까지 2층 과학실로 오시면 됩니다.

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1.공학학과

2. 화학 결합, 분자의 구조와 성질

공부할때 다른단원보다 공부하고 문제를 풀때 덜 힘들었던 기억이 있기때문

3. 녹색 화학

최근에 환경 문제가 심해지는데 화학이 어떻게 해결책으로 활용되는지 궁금해서

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주제: 금속의 산화 환원 반응

방법: 원리 설명 가능한 사진 3장 이상

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금속산화실험(각 산성용액에

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1. 금속산화실험(각 산성용액에 따른 금속 및 직접 부식방지제 만들어서 테스트)

2. 원리 설명가능한 사진 3장이상

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과산화수소+요오드화칼륨촉매

원리설명 가능한 사진 3장 이상

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진로 희망 분야: 미정

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1. 진로 희망 분야: 미정

2. 분자의 극성과 분자의 구조

분자의 결합 구조를 알아보고 결합각도와 공유 전자쌍 비공유 전자쌍 사이의 반발력의 관계를 알아보며 흥미를 느낌

3. 화장품 또는 일상 생활에 칫솔 치약 등에 사용되는 화학 약품들에 관심이 있음 일상적으로 흔하게 접해지는 것들이기도 하고 삶에 있어서 이로움을 주고 없어서는 안 되는 것들인 만큼 원리와 작용이 궁금하기 때문.

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1.물리치료학과,임상병리학과,치위생과,간

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1.물리치료학과,임상병리학과,치위생과,간호학과

2.산과 염기:산과 염기는 우리 주변에서 쉽게 볼 수 있는 화학 물질로 음식, 세제, 치약 등 다양한 생활용품에 들어 있습니다.

3.화장품:우리는 일상에서 스킨케어, 메이크업 등 다양한 화장품을 자주 사용합니다. 이 과정에서 피부에 자극을 줄이거나, 보습 효과를 높이기 위해 여러 가지 화학 성분이 사용됩니다. 이러한 화학 사용에 관심이 가서 선택하게 되었습니다.

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진로 희망 분야: 미정

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진로 희망 분야: 미정

전체 내용 중 가장 흥미롭게 학습했던 내용:

철이 부식될 때 전자가 이동하며 산화환원 반응이 일어나고, 한 번 부식이 시작되면 되돌리기 어렵다는 점이 가장 흥미로웠다.

생활 속에서 화학이 이용되는 영역 중 특히 관심 있는 분야와 이유:

합성세제나 접착제처럼 일상에서 자주 쓰이는 화학 제품에 관심이 많다. 평소 사용하는 물건에 화학 원리가 적용된다는 것이 신기했다.

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원리 적용한 간단한 실험 영상 제작(지시

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원리 적용한 간단한 실험 영상 제작(지시약을 만들고 산과염기 관찰하기)

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진로 희망 분야: 없으면 

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1. 진로 희망 분야: 없으면 미정

2. 전체 내용 중 가장 흥미롭게 학습했던 내용:

3. 생활속에서 화학이 이용되는 영역 중 특히 관심있는 분야와 이유: 예)전기자동차, 합성세제, 화장품 등등

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물 분해를 통한 수소생산 

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1. 물 분해를 통한 수소생산 방법 및 미래 활용 가능성 탐구(물의 전기 분해)

2. 보고서

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제목:일상 속 물질의 산-염기 탐구

관련 단원: 산과 염기

방법: 원리 설명 가능한 사진 3장 이상

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1. 진로 희망 분야: 항공정비사

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1. 진로 희망 분야: 항공정비사

2. 전체 내용 중 가장 흥미롭게 학습했던 내용:아레니우스 정의, 브뢴스테드,로리 정의

3.생활속에서 화학이 이용되는 영역 중 특히 관심있는 분야와 이유: 금속 부식 방지제 (모든 기계는 금속으로 이루어져있고 기계가 원활하고 안전하게 작동되기위해 금속의 부식을 예방하는것은 매우 중요하기 때문이다) (항공 정비도 항공기의 유지,보수를 위해 금속의 부식을 매우 엄격히 예방하고있다)

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1. 진로 희망 분야: 의학 분야

2. 전체 내용 중 가장 흥미롭게 학습했던 내용: 전자쌍반발이론 및 분자의 구조

2-1. 이유: VSEPR이론에서, 중심원자 주변의 전자쌍의 개수만 알면 간단하게 분자의 구조를 대략적으로 예측할 수 있다는 점과, 분자의 구조의 특징이 극성, 녹는점 등 분자의 성질에도 영향을 미친다는 점에서 두 내용이 흥미로웠다.

3. 생활 속에서 화학이 이용되는 분야 중 특히 관심있는 영역: 의약품에 활용되는 화학

3-1. 이유: 관심있는 신경의학에서, 신경전달물질 등의 상호작용으로 인해 여러 신경계 질환들이 발병하는 것으로 알고 있는데, 의약품의 화학적 특성이 어떻게 이 상호작용을 완화하고, 신경계 질환을 치료하는지 궁금하였다.

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1.항공서비스

2.루이스 점자점식을 배우면서 원자 간의 결합 방식과 전자쌍의 배열을 잘 이해할 수 있어서 가장 인상 깊었습니다. 물질의 구조를 자세히 배우니까 물질이나 화학반응을 이해하는 데 큰 도움이 되었습니다.

3.생활 속 화학이 이용되는 영역 중 가장 관심 있는 분야는 생활용품입니다. 치약이나 세제 방향제 등에 화학이 숨어있는게 가장 신기하고 흥미로웠습니다. 앞으로도 생활 속에서 화학 지식을 더 잘 활용하고 싶습니다!

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1.진로희망분야: 통역,번역 분야

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1.진로희망분야: 통역,번역 분야

2.개인적으로 물의 전기분해 실험

3.자동차(이유: f1을 예전부터 보고있는데 그 안의 기름이 일반 자동차와 같은 종류의 기름인지 아님 다른 기름인지 궁금해서)

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1 미정

2 산 염기와 중화반응

3 빵 만들기

빵을 만들때 반죽이 부풀어 오르는게 신기해서 이유를 알고싶다

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1. 실내디자인학과, 건축학과

2. 산과염기가 제일 재밌었다(실험이 재밌었음)

3. 산과염기랑 관련해서 하고싶다

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1.군인

2.화학결합

원자들이 어떻게 서로 연결되어 물질을 이루는지 알게 되어 흥미로웠다.

3.세탁세제

세탁세제 안에 있는 화학 성분인 계면활성제가 작용한다는걸 알고 흥미를 가지게 되었다.

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진로 희망 분야: 간호학과

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1. 진로 희망 분야: 간호학과

2. 전체 내용 중 가장 흥미롭게 학습했던 내용: 탄소 화합물(생활 속에서 탄소 화합물이 어디에 쓰이는지 몰랐는데 알게 되어서 흥미로웠고, 각각의 특성을 외우는 것이 재미있었다.)

3. 생활 속에서 화학이 이용되는 영역 중 특히 관심 있는 분야와 이유: 간호학과를 희망하고 있기 때문에 의약품에 화학이 어떻게 이용되는지 관심이 갔다.

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1. 반도체공학과

2. 결합의 구조 단원의 전자쌍 반발 이론

정전기적 반발력이 작용하기 때문에 가능하면 멀리 떨어져 있으려고 하는 것이 흥미롭다.

3. 2차 전지

전지 안의 소재가 다양하고 각 소재마다 다른 특징과 장단점이 있기 때문에 더 나은 소재를 알아보고싶다.

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주제: 생물이 가지고 있는 독의 특징 작성하기

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주제: 생물이 가지고 있는 독의 특징 작성하기

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1 동식물

2 탄소화합물

3 동식물이 자신을 보호하려는 독의 화학식( 집에서 독이 있는 동물들(지네,전갈,거미)등의 독의 화학식을 알아보고 싶고 특정 물체와 무슨 반응이 어떻게 일어나는지 탐구하고 싶어서

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1. 진로 희망 분야:저는 보건 계열에 

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1. 진로 희망 분야:저는 보건 계열에 진학하여 인류의 건강과 삶의 질 향상에 기여하고 싶습니다.

2.전체 내용 중 가장 흥미롭게 학습했

던 내용:저는 분자의 구조와 성질을 배우는 것이 가장 흥미로웠습니다. 특히, 물 분자의 굽은형 구조와 그로 인한 수소 결합이 특정 물질의 고유한 특성을 만들고, 이것이 생명 현상에 필수적인 이유를 알게 되면서 놀라웠습니다. 물질의 특성을 이해하는 데 화학이 근본적인 역할을 한다는 것을 깨달으며 흥미를 느꼈습니다.

3. 생활 속에서 화학이 이용되는 영역 중 특히 관심 있는 분야와 이유:생활 속 화학 중에서는 분자 구조를 활용한 질병 진단 및 맞춤형 치료제 개발에 특히 관심이 많습니다. 분자 구조에 따라 물질의 성질이 달라지는 원리가 건강 증진에 직접적으로 활용될 수 있다는 점에 대해 관심 있습니다.

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주제: 화학 약품 투기(우리 생활과 화학

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주제: 화학 약품 투기(우리 생활과 화학)

방법: 캠페인

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공학계열 (전자기공학, 건

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1. 공학계열 (전자기공학, 건축학 및 건축공학)

2. 여러 결합 (금속, 이온, 공유)

3. 전자 회로에서 전자의 흐름, 건축공학에서 앞으로 쓰일 재료

어렸을때 우연히 쉽게 알려주던 해외 번역 과학 방송에서 회로에서 전자의 흐름과 여러 건축 재료와 예시를 알려주는 방송을 보고 흥미를 받았었음

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캐러멜화 실험 (탄소화합물

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1. 캐러멜화 실험 (탄소화합물의 실험)

2. 원리 설명 가능한 사진 3장

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주제 : 화학반응에서 촉매의 역할

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주제 : 화학반응에서 촉매의 역할

보고서

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주제:과일 전지(산화 환원 반응)

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주제:과일 전지(산화 환원 반응)

방법:발명 과정 + 제작품 사진

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주제: 커피 찌꺼기로부터 얻어진 탄소 소

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주제: 커피 찌꺼기로부터 얻어진 탄소 소재의 전기적 성질 및 흡착 성능

보고서

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주제 연료의 연소 반응과 자동차 엔진

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주제 연료의 연소 반응과 자동차 엔진

보고서

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1. 벤젠

2. 보고서

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1. 공학쪽

2. 금속 결합 (평소에 금속이 왜 단단할까, 왜 변형이 쉬울까 등등에 궁금증을 가지고 있었는데 화학적인 이유를 배울 수 있어 흥미로웠다.)

3. 플라스틱 (플라스틱은 현대를 구성하는 구성원소라 할 수 있다. 그 유용성으로 점점 영역을 넓혀갔으며 현재에는 심각한 문제로 대두되기도 하는 플라스틱은 우리의 삶과 밀접한 연관이 있기에 관심이 있다.)

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소수성 약염기 항암제가 리

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1. 소수성 약염기 항암제가 리소좀 내 축적되는 과정 탐구(산과 염기)

2. 원리 설명 가능한 사진 3장 이상

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소다 폭발 실험(산과 염기)

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소다 폭발 실험(산과 염기)

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식초를 담은 컵에 베이킹 소다를 넣어 거품이 발생하는지 알아보는 실험이다.

원리:이 살험은 산성인 식초와 염기성인 베이킹소다의 중화반응을 통해 이산화탄소 기체가 발생하게 하는 실험원리이다.

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1. 화학공학

2. 화학 결합 : 금속 결합, 이온 결합, 공유 결합 등 각각의 결합마다 특징이 다르고, 이와 같은 원리가 실생활에서도 자주 사용된다는 점이 매력있었기 때문이다.

3. 배터리 : 배터리에서는 리튬이온전지와 같은 이온결합, 공유 결합, 금속 결합 등 다양한 결합이 있어 저마다의 역할을 하기 때문에 흥미가 있다.그리고 진로와 연관된 분야이기 때문에 나중에 지속가능한 전지를 만들어 보고 싶기 때문이다.

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화학 약품 투기 금지 캠페인 계획서

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화학 약품 투기 금지 캠페인 계획서

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1. 주제: 화학 약품 투기 금지(생활과 과학)

2. 목적: 화학 실험 후 발생하는 여러 폐약품들을 올바르게 처리 해야한다는 것을 알리고, 화학 안전 의식과 환경 보건에 대한 책임감을 높이기 위해서

3. 장소, 일시: 7/11, 후문, 아침+점심시간

4. 활동: 1) 화학 약품 무단 투기가 자주 발생하는 곳 조사하기. 2) 화학 약품이 환경과 생물에 미치는 영향 알아보기. 3) 화학 약품 투기 금지 표어 만들기(지금 버린 약품 내일의 재앙, 당신의 투기 모두의 고통). 4) 표어가 적힌 팻말을 들고 캠페인 하기.

5. 기대 효과: 평소 화학 약품 투기에 무관심했던 학생들이 관심을 가지며 화학 약품 투기에 대해 생각해 볼 수 있다.

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f1의 차와 일반 승용차의 기름 비교 보

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f1의 차와 일반 승용차의 기름 비교 보고서

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실험 방법적양배추 지시약을 

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실험 방법

적양배추 지시약을 준비하고 여러가지 용액에 넣은다음 색깔 변화를 관찰한다.

실험결과

식초와레몬즙은 붉은색,베이킹 소다는 푸른색, 주방세제는 색이진해졌고, 식초와 베이킹 소다를 넣은것은 중성이됨

알게된점

산성 용액(식초,레몬즙)은 붉은색을 나타내고 염기성 용액(베이킹 소다)은 푸른색을 나타낸다. 또한 산성 용액과 염기성 용액을 섞으면 중성 용액으로 변함

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2번째 사진

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20728 이지호_촉매 작용 화학 결합 보고서

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1. 환경, 교육

2. 탄소화합물, 분자의 구조, 루이스 점자점식: 다양한 탄소화합물 실생활에서 활용되는 사례를 알고 어떤 특징으로 이용되는지 알게 되어 흥미로웠다. 루이스 점자점식으로 표현하고 이 공유전자쌍과 비공유전자쌍을 표현하면서 이 분자가 평면인지, 입체적인지 등을 판단하며 비공유전자쌍의 유무에 따라 각도가 변하는 것 또한 흥미로웠다.

3. 탄소화합물을 바탕으로 한 신소재가 있다. 탄소섬유, 탄소 나노튜브 등 탄소기반 신소재는 전자기기, 에너지 저장, 바이오 기술, 의료 및 생명분야 등에 활용된다.

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1. ﻿﻿﻿미정

2. 루이스 전자점식 보이지 않는 원자 세계를 시각적으로 표현하여서, 산과 염기 산과 염기는 우리 일상생활에서 매일 접하는 음식,약품등에 들어있다

3. 자동차 분야에 쓰이는 화학이 제일 흥미롭다 내연기관 자동차나 전기차 등에 쓰이는 연료와 에너지와 그 자동차에 쓰이는 차체 소재는 대부분 합금이나 탄소섬유등 고분자 합성섬유가 쓰임

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달걀 껍데기와 식초 반응 실험

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달걀 껍데기와 식초 반응 실험

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주제 : 탄산칼슘과 산의 반응

동기 : 달걀 껍질의 주요 성분인 탄산칼슘이 식초와 만나 이산화탄소를 방출하는 반응 관찰하기 위해서 이 실험을 진행했다.

과정 : 준비물로 빈 통, 날계란 두개, 식초를 준비함

그리고 통에 식초랑 날계란을 넣음. 처음 넣었을 땐 껍질에서 기포가 나와 통안이 뽀글뽀글 거림.

이틀차에는 검정색 건더기같은 게 생기고 계란 표면이 하양색이 됨. 삼일차에 젓가락으로 계란을 만져봤는데 막으로 둘러싸져 말랑말랑해서 만질 수 있었음.

결론 : 이 실험을 통해 알 수 있었던 것은

(1) 산(식초)은 염기성(계란껍질)과 반응하여 기체를 발생시킴

(2) 탄산염이 산과 반응할 때 이산화탄소 기체가 발생한다.

느낀 점 : 화학반응을 식으로만 볼 때는 잘 몰랐는데

변화를 눈으로 볼 수 있고 기체가 나오는 것도 눈으로 보니 너무 신기했다. 그리고 수업시간애 배운 산과 염기 내용을 활용하여 실험을 한 점도 너무 뿌듯하다.

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전기 전도성 비교 실험 (

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1. 전기 전도성 비교 실험 (화학 결합 물질의 성질, 전기 전도성)

2. 원리 설명 가능한 사진 3장 이상

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1. 코브라

코브라의 도군 주로 프로토닌이라는 성분으로 이루어져 있습니다. 프로토는 신경계를 억제하여 물질이 운반되지 않게 만들어 죽음을 초래합니다. 이 독은 코브라가 먹이를 사냥할 때 사용되며 이 미세한 독으로 인해 사냥 당한 생물의 근육이 빠르게 마비되고 죽게 된다.

2 살모사

살모사독은 주로 단백질(약 90%)로 구성되며, 효소, 비효소성 폴리펩티드, 단당류, 무기염류 등을 포함합니다. 주요 성분으로는 출혈인자(HR-1, HR-Ⅱ), 프로테아제, 펩티드파괴효소, 포텐티아토르E 등이 있다. 몸에 주입 되는 즉시 혈관 내부세포 손상 및 출혈을 발생시켜 사망에 이르게 한다

3 불개미

독개미의 독성분’은 알칼로이드인 Solenopsine (2-methyl-6-alkyl piperidin)과 벌이 가진 독의 공통성분으로 phospholipase나 Hyaluronidase 등이 포함되어 있다. 이 독에 쏘인 사람은 몸에 두드러기와 발진이 일어나기 시작한다. 심하면 심장박동이 빨리지고 현기증을 일으켜 의식을 잃기도 한다

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1.반려동물보건과2.중화반응

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1.반려동물보건과

2.중화반응

3.나는 식품 속에 들어가는 첨가물과 보존제, 색소 등을 다루는 식품 화학에 관심이 있다. 평소에 먹는 음식 속에 어떤 성분이 들어 있고, 그것이 우리 몸에 어떤 영향을 주는지 알게 되는 것이 흥미롭기 때문이다

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주제: 강황(카레 가루)을 이용한 일상 

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주제: 강황(카레 가루)을 이용한 일상 속 물질의 '산-염기' 탐구

[사진 1] 강황 천연 지시약 준비: 강황에는 '커큐민(Curcumin)'이라는 천연 색소 물질이 풍부하게 함유되어 있습니다. 이 커큐민은 용액의 산성도(pH)에 따라 분자 구조가 달라지면서 빛을 흡수하는 방식이 변하여 색깔이 바뀌는 특성을 가집니다. 이러한 물질을 우리는 'pH 지시약'이라고 부릅니다. 물에 카레 가루(강황) 1/4 티스푼을 풀어 노란색 지시약 용액을 만들었으며, 이를 통해 다양한 물질의 산성도를 시각적으로 탐구할 것입니다.

[사진 2] 산성 물질(식초)과의 반응: 노란색 유지: 강황 지시약에 식초(산성 물질)를 첨가한 후에도 용액은 여전히 노란색을 유지했습니다. 이는 강황 속 커큐민 분자가 산성 환경(수소 이온(H+) 농도가 높은 상태)에서는 특정 형태의 분자 구조를 안정적으로 유지하기 때문입니다. 이 구조는 주로 가시광선 스펙트럼에서 파란색 빛을 흡수하고 노란색 빛을 반사하여 우리 눈에는 노란색으로 보이게 됩니다. 식초처럼 신맛이 나는 물질들은 대부분 산성입니다.

[사진 3] 염기성 물질(세제)과의 반응: 붉은색으로 변색: 노란색 강황 지시약에 주방 세제(염기성 물질) 용액을 넣자 용액이 선명한 주황색~붉은색(또는 갈색)으로 변했습니다. 이는 강황 속 커큐민 분자가 염기성 환경(수산화 이온(OH−) 농도가 높은 상태)에서는 화학 구조가 변화하여, 수소 이온(H+)을 내어주면서 새로운 형태의 분자로 바뀌기 때문입니다. 이 새로운 분자 구조는 빛의 흡수 파장을 변화시켜, 주로 노란색 빛을 흡수하고 붉은색 계열의 빛을 반사하여 우리 눈에는 붉은색으로 보이게 됩니다. 이처럼 강황을 이용하면 물질의 산성도를 시각적으로 구분하여 일상생활 속 산-염기 물질의 존재를 확인할 수 있습니다.

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1. 보건계열

2. 화학 반응과 에너지 단원중에서 약물이 체내에서 화학 반응을 일으켜 작용하는 원리를 이해하는데 도움이 되었다.

3. 의약품과 생체 내 화학 반응에 대해서 알아보고 싶다

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1. 미정

2. 가역 반응의 동적 평형

전자와 원자의 구조에 대한 내용인 2단원, 3단원에 비해 4단원의 내용은 어릴 때 과학 교과서에서 접해왔었던 내용이었고, 더 직관적으로 이해할 수 있었기 때문입니다.

3. 의약품

의약품은 몸의 여러 질환들을 낫게 해준다는 점에서 이해하기 어려운 여러 개념들이 포함되었을 것으로 생각했지만 사실은 원소마다의 고유한 특성에 따라 상호작용하는 한 양상에서 아이디어를 착안한다는 것을 알게 되었고 의약품 분야에 대한 시야를 넓힐 수 있었기 때문입니다.

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주제: 화학 약품 투기 금지(생활과 과학

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주제: 화학 약품 투기 금지(생활과 과학)

방법: 캠페인

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진로 희망 분야 : 약학과

흥미롭게 학습했던 내용 : 분자의 구조와 성질

화학식으로만 접했던 분자의 실제 구조를 배우고 예측할 수 있어서 흥미로웠다.

생활속에서 화학이 이용되는 영역 중 특히 관심있는 분야와 이유 : 탄소 화합물

탄소 화합물은 생활 속 여러 분야에서 사용되는데, 의약품의 주성분 또한 탄소를 기반으로 한 유기화합물인 경우가 많기 때문이다.

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화학 약품은 일상 속 여러 가지 연구나 실험에서 유용하게 사용되지만 잘못 처리되면 중금속, 산·염기성 폐액, 독성 유기화합물 등으로 인해 토양과 수질 오염이 발생해 자연을 망치는 지름길일 뿐만 아니라 사람들의 건강에도 악영향을 미친다는 것을 알게 되었다. 이 캠페인을 준비하며 평소에 무심하게 생각했던 실험 폐기물이 환경에 어떤 영향을 주는지 구체적으로 알게 되었고, 화학 물질이 잘못 처리되면 결국 사람에게도 해가 된다는 것이 우리가 절대 화학 약품 무단 투기를 가볍게 생각해선 안 될 부분이라는 것을 깨닫게 해주었다. 이번 캠페인 활동을 통해 화학 수업의 의미를 넘어 윤리적 의식까지 되새기게 되었다.

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3번째 사진

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1. 보건, 약학

2. 화학결합 : 전기 음성도, 분자 고유의 전기적 성질이 분자가 결합할 수 있느냐 없느냐를 결정시키고, 생성되는 물질이 극성과 무극성으로 나뉘어져 옛날부터 배운 용해도라는 개념을 결정시키는 요소임을 알게 되어 새로웠다

3. 탄소화합물, 단순한 분자들의 결합구조로 높은 내구력을 가지는 것이 신기하다. 예를 들어 탄소나노튜브가 단순한 튜브구조로 총알도 견디는 물질을 만들어 진다는 사실이 놀랍다

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진로희망분야 : 경찰행정학

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1. 진로희망분야 : 경찰행정학과

2. 전체 내용 중 가장 흥미롭게 학습했던 내용 : 산 염기 중 pH와 pOH 다른 내용에 비해서 이해가 더 잘 되었고 스스로 풀 수 있었던 문제가 있었기에 조금 더 흥미로웠다

3. 생활속에서 화학이 이용되는 영역 중 특히 관심있는 분야와 이유 : 경찰행정학과를 희망하고 있기에 pH에 관심이 있다 범죄가 발생했을 때 체액이나 화학물질들의 pH를 측정하여 범죄해결에 더 많은 도움이 될 수 있다

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1.진로 희망 분야:실용음악과

2.전체 내용 중 가장 흥미롭게 학습했던 내용:산 염기와 중화반응

3.생활속 화학이 이용되는 영역 중 특히 관심있는 분야와 이유:합금,플라스틱 등등, 이유는 기타 줄에 사용되는 니켈합금 그리고 이펙터에 사용되는 회로기판과 납땜 기술 모두 화학에 연관되어 있어서 골랐다

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주제: 철의 부식 현상을 통해 본 산화환

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주제: 철의 부식 현상을 통해 본 산화환원 반응의 자발성과 비가역성: 전기화학적 관점에서의 고찰

보고서

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1. 서론: 주제 선정 동기

고등학교 화학 수업을 들으면서 철이 단순히 녹슬어 못 쓰게 되는 현상만 있는 것이 아니라, 그 이면에는 복잡한 산화환원 반응과 전기화학적 원리가 숨어 있다는 점을 알게 되었다. 이전까지는 철이 부식하면 그저 표면만 변색되는 줄 알았지만, 실제로는 이 과정이 자발적으로 일어나고, 한 번 진행되면 쉽게 되돌릴 수 없다는 비가역적 특성도 지닌다는 사실에 놀랐다. 또, 녹이 생기면 단순히 외관상 보기 안 좋을 뿐만 아니라 철의 구조 자체가 약해지고, 그 과정에서 눈에 보이지 않는 에너지의 변화도 일어난다는 점에 흥미를 느꼈다.

특히, 수업에서 철의 부식과 전지 반응이 본질적으로 유사하다는 설명을 듣고, 같은 산화환원 반응이 어떤 조건에서 자발적으로 일어나는지, 그리고 왜 녹이 슬면 그 상태에서 철로 돌아오는 것이 거의 불가능한지 과학적으로 더 깊이 탐구해보고 싶었다. 이 주제를 선택하면서 철의 부식 현상과 산화환원 반응의 원리를 교과서 이론에만 머물지 않고 실제 생활에서 어떻게 적용되는지 이해하고, 나아가 전기화학이라는 시각으로 폭넓게 분석해보고자 했다.

2. 본론: 산화환원 반응의 원리와 철 부식의 전기화학적 해석

2-1. 산화환원 반응에서 전자의 이동과 자발성의 조건

산화환원 반응에서는 전자가 한 화학종에서 다른 화학종으로 이동하게 되며, 이때 전자의 이동 방향은 각 물질의 활동성(반응성)이나 표준 전극 전위에 의해 결정된다. 금속의 활동성이란 금속 원자가 전자를 잃고 이온으로 되려는 경향을 의미하며, 이는 금속 활동도 서열이나 표준 전극 전위(E°) 값으로 쉽게 비교할 수 있다. 표준 전극 전위가 낮을수록(음수에 가까울수록) 그 금속은 전자를 내놓고 산화되기 쉽고, 반대로 표준 전극 전위가 높을수록(양수에 가까울수록) 전자를 받아 환원되기 쉽다.

예를 들어, 아연(Zn)은 표준 전극 전위가 -0.76V로 구리(Cu, +0.34V)보다 훨씬 낮기 때문에 아연이 산화되어 Zn²⁺ 이온으로 변하고, 구리 이온(Cu²⁺)은 전자를 받아 구리 금속으로 환원된다. 두 금속의 표준 전극 전위 차이를 계산했을 때 전체 전위차(E°cell = E°(양극) - E°(음극))가 0보다 크면 그 반응은 자발적으로 일어난다. 이때 산화가 일어나는 부분에서는 전자가 방출되고(산화 반응), 환원이 일어나는 부분에서는 전자를 받아들이는 환원 반응이 일어난다. 이러한 전자 이동 과정에서 전위차가 양수일 때(즉, E°cell > 0), Gibbs 자유 에너지 변화(ΔG)도 음수로 나타나 화학적으로 자발적인 반응임을 의미한다.

전자는 자연스럽게 활동성이 큰 금속(산화되기 쉬운 금속)에서 활동성이 작은 금속(환원되기 쉬운 금속) 쪽으로 이동한다. 산화환원 반응에서 자발성의 조건은 바로 이 전체 전위차와 연관된다. 예를 들어, 수업 시간에 실험한 아연-구리 전지에서는 아연 전극에서 전자가 발생하고, 구리 전극에서 전자가 소비되면서 전류가 흐르게 된다. 이 실험을 통해 금속의 활동성과 표준 전극 전위, 그리고 자발성의 조건이 실제로 어떻게 작동하는지 직접 체험할 수 있었다. 이런 과정을 이해하면 산화환원 반응의 방향성을 예측할 수 있을 뿐 아니라, 다양한 금속들의 반응성 차이를 활용해 전지를 설계하거나 부식을 방지하는 등 실생활에 적용할 수도 있음을 알게 되었다.

2-2. 철의 부식과 전지 반응의 비교

철의 부식도 전형적인 산화환원 반응으로, 전자의 이동과 에너지 변환이 중요한 역할을 한다. 철이 부식할 때, 철은 산화되어 Fe²⁺ 이온이 되고 전자를 방출하며, 그 전자는 공기 중 산소와 물이 결합하여 수산화 이온(OH⁻)이 생성되는 환원 반응에 사용된다. 이처럼 철의 표면에는 산화가 일어나는 부위(양극)와 환원이 일어나는 부위(음극)가 미세하게 구분되어 있는데, 이 두 부위 사이에서 전자가 철 내부를 따라 이동한다.

전지 반응에서는 두 개의 서로 다른 금속(예: 아연과 구리)을 전해질 용액과 도선으로 연결하여 산화와 환원 반응을 공간적으로 분리하고, 그 결과 발생하는 전자의 흐름을 외부 회로를 통해 유용하게 활용할 수 있다. 즉, 전지에서는 화학 에너지가 전기 에너지로 변환되어 전구를 밝히거나 다양한 기기를 작동시키는 데 쓰인다. 반면, 철의 부식은 구조적으로는 작은 갈바닉 전지와 유사하지만, 전자의 흐름이 철 자체 내에서만 이루어지고, 그 에너지가 외부에 유용하게 전달되지 못한다. 결국 부식 과정에서는 철의 구조가 점차 약해지고, 그 과정에서 발생하는 에너지는 대부분 주위에 열 등으로 소모되어 버린다.

더 나아가, 철의 부식에서는 부식이 일어나는 미세한 부위가 외부 환경(산소 농도, 수분의 양, 불순물의 존재 등)에 따라 계속 바뀌고, 이러한 환경적 요인들이 부식 속도와 범위에 직접적인 영향을 미친다. 전지 반응이 인간의 통제와 설계 하에 이루어지는 반면, 철의 부식은 자연적이고 예측 불가능한 요인들에 의해 좌우되기 때문에, 결과적으로 부식은 우리의 통제 밖에서 일어나며 손실을 유발하는 부정적인 반응으로 인식된다. 그러나 양쪽 모두 산화환원 반응과 전자의 이동이라는 동일한 원리를 바탕으로 한다는 점은 매우 흥미롭고, 교과 개념이 실생활 현상에 적용된다는 좋은 예시가 된다.

2-3. 산화환원 반응의 비가역성

이론적으로 산화환원 반응은 정반응과 역반응이 모두 가능하지만, 실제로는 비가역적인 경우가 대부분이다. 철이 부식되어 녹이 생기면, 그 산화철(Fe₂O₃ 등)은 자연적으로 다시 철로 환원되지 않는다. 이처럼 산화환원 반응의 비가역성에는 여러 가지 과학적 이유가 있다. 첫째, 산화환원 반응이 일어날 때 대부분 에너지가 열 형태로 주위에 방출되어버리기 때문에, 그 에너지를 다시 모아 역반응을 일으키는 것은 현실적으로 불가능하다. 둘째, 반응 생성물(예: 산화철, 녹)은 매우 안정한 물질이어서 상온이나 일반적인 환경에서는 환원 반응이 스스로 일어나지 않는다. 셋째, 반응의 생성물이 기체(예: 수소)로 날아가 버리거나, 침전물이 형성되어 시스템을 이탈하는 경우도 역반응을 어렵게 만든다. 넷째, 철의 부식처럼 외부 환경에서 산소가 계속 공급되어 정반응을 촉진하는 조건이 지속된다면, 역반응이 일어날 틈조차 없다.

실제로 녹이 슨 철을 다시 철로 되돌리려면 매우 높은 온도나 외부에서 강한 에너지를 공급해야 한다. 대표적으로 제철소에서는 철광석(산화철)을 코크스와 함께 고온에서 환원하여 철을 생산하는데, 이 과정은 자연 상태에서 결코 일어날 수 없는 인위적인 조건이 필요하다. 이렇게 산화환원 반응의 비가역성은 에너지의 손실, 생성물의 안정성, 그리고 환경 조건이 복합적으로 작용하여 나타난다. 교과서에서 배우는 연소, 금속의 부식, 산과 금속의 반응 등은 모두 비가역적인 산화환원 반응의 대표적 예시이다. 실제로 이런 반응들은 한 번 일어나면 스스로 되돌아가지 않기 때문에, 화학적으로도 "비가역적"이라고 부른다. 이런 점을 고려하면, 산화환원 반응의 비가역성은 에너지 변화, 생성물의 특성, 그리고 환경 조건 등 과학적으로 다양한 원인에 의해 설명될 수 있음을 알 수 있다.

3. 결론: 탐구를 통해 얻은 이해와 시야의 확장

이번 탐구를 통해 철의 부식 현상은 단순히 일상에서 흔히 볼 수 있는 변색이나 표면 손상이 아니라, 그 안에 산화환원 반응과 전기화학적 원리가 깊이 작용하고 있음을 알게 되었다. 전자의 이동과 전위차에 의해 산화와 환원이 자연스럽게 일어나고, 한 번 일어난 부식은 비가역적으로 진행된다는 점을 명확하게 이해할 수 있었다. 또한 전지 반응과 철의 부식이 구조적으로는 유사하지만, 전지는 인간이 설계하여 에너지를 유용하게 활용하는 반면, 부식은 통제되지 않은 채로 에너지와 물질의 손실만 유발한다는 차이점도 깨달았다.

이 과정에서 교과서 개념이 실제 현상에 적용되는 사례를 직접 탐구하면서, 과학적 호기심이 더 커졌다. 특히, 금속의 활동성과 전위차, 산화환원 반응의 방향성, 비가역성의 원인 등 다양한 개념이 철의 부식이라는 현상에 어떻게 연결되는지 체계적으로 분석해볼 수 있었다. 앞으로도 일상에서 흔히 접하는 과학 현상들을 "왜?"라는 질문으로 바라보고, 전기화학적 시각과 논리적 사고로 깊이 있게 탐구하는 습관을 갖고 싶다. 이 경험을 바탕으로 더 다양한 주제에서 과학적 분석력과 창의적인 사고력을 키워나갈 계획이다.

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김준서 연료의 연소 반응과 자동차 엔진 보고서

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주제: 금속의 이온화 경향에 따른 금속의

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주제: 금속의 이온화 경향에 따른 금속의 산화 환원 반응

방법: 질산 은 수용액과 황산 구리 수용액에 각각 구리, 납, 아연과 납, 아연을 반응시켜 반응 결과를 확인한다.

과정 및 결과: (사진1)이 질산 은 수용액이고, (사진2)가 황산 구리 수용액이다. 수용액의 양은 20mL로 설정하였다. 질산 은 수용액에 각각의 금속 조각들을 넣으니, 납 조각과 아연 조각에서는 곧바로 반응이 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 시간이 흐른 후, 확인해보니, 금속이 석출됨을 알 수 있었고, 이는 금속의 이온화 경향에 따라, 납과 아연이 은보다 반응성이 크기에, 납과 아연이 이온화되고, 은 이온이 전자를 얻어 은으로 석출된 것임을 알 수 있었다. 하지만, 구리 조각에서는 반응이 일어나지 않았는데, 이는 선생님의 자문을 구해 코팅이 그 원인인 것으로 알 수 있었고, 코팅이 되지 않은 구리 판으로 실험을 진행하니 곧바로 반응이 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 황산 구리 수용액에서도 마찬가지로, 납과 아연이 이온화되고, 구리가 금속으로 석출됨을 알 수 있었는데, 이 역시 납과 아연이 구리보다 반응성이 크기 때문이었다.

소감: 다양한 금속의 이온화 경향을 비교하여 금속 간의 산화환원 반응이 어떻게 일어나는지를 실험을 통해 관찰하였다. 아연, 구리, 납 등의 금속을 서로 다른 금속 이온 용액에 넣고 생성되는 반응을 통해 금속의 전자를 주고받는 특성을 분석하였으며, 아연이 구리 이온 용액에서 구리를 석출시키는 반응을 통해 아연이 구리보다 이온화 경향이 크다는 사실을 실험적으로 확인하였다. 이를 통해 반응이 일어나는 원인을 전자의 이동 관점에서 이해하고, 산화수의 변화에 따라 산화 및 환원 반응을 정확히 구분할 수 있었다. 다양한 실험 결과를 정리하고, 금속의 이온화 경향표와 비교하여 일치 여부를 분석하였고, 그 결과, 이론과 실험 결과가 대부분 일치하였으며, 이를 통해 주어진 조건에서 어떤 금속이 산화될지 예측할 수 있는 능력을 기를 수 있었다. 또한 스스로 문헌을 찾아 이온화 경향표의 변동 원인을 탐구하여 심화 지식을 넓혔으며, 예외 사례에 대한 원인을 추가 탐구할 계획을 세웠다. 결과를 토대로, 신경계에서의 금속이온이 작용하는 효소에서의 원리와도 연관 지어 사고하는 등(실제로 생체 내 금속 이온이 신경계 효소 활성, 산화 스트레스 조절 등 의학적 현상과도 연관된다.) 융합적 사고와 자기주도적 학습 역량이 크게 향상되었다. 결론적으로 본 활동을 통해 의학과 관련된 화학의 다양한 분야에 흥미를 갖게 되었고, 관련 내용을 독서와 탐구를 통해 확장해 나가고자 하는 의지를 다짐할 수 있었다.

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재료: 물,종이컵 5개,식초,콜라,비누,코팅벗긴못,양초,오일,가위,랩

과정 종이컵에 각각 물,비눗물,식초,콜라,콜라 넣는다

다른 한쪽 콜라에는 코팅재를 바른 못을 넣는다

20시간후 못의 변화를 확인한다

코팅제 만드는법:1)양초를 중탕해서 녹인다,2)중탕한 양초에 오일을 넣고 잘섞는다,3)거기에 못을 넣고 잘 바른다

결과:비눗물에 넣은거랑 코팅한 못에 콜라랑 색이 제일 밝았고 그다음 물 그다음 식초 그다음 콜라이다.

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동기:일상에서 쉽게 접할 수 있는 식초와 계란을 이용해 산과 탄산칼슘의화학 반응을 직접 관찰하고, 이를 통해 산과 염기 반응, 기체 발생 반응의 원리를 이해하고자 실험을 하게 되었다.

과정:

준비물: 계란 1~2개, 식초, 투명한 컵, 젓가락

투명한컵에 계란을 넣고 계란이 다 잠기도록 식초를 넣었는데 기체가 발생했다. 2일차에는 검정색 건더기 같은게 생겼고 3일차에 젓가락으로 계란을 꺼내봤는데 반투명해지고 표면이 물컹해져서 만질 수 있었다.

결론과 느낀점: 산(식초)는 염기성(계란껍질)과 반응하여 기체를 발생시킨다. 계란 껍질이 식초와 반응해서 기포가 생기고 껍질이 녹는 걸 보면서, 산과 탄산칼슘의 반응을 직접 확인할 수 있었고, 뼈나 치아가 산에 약하다는 이유도 이해할 수있었습니다.

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1.관심: 제과제빵,요리,건축

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1.관심: 제과제빵,요리,건축

2.탄소화합물-탄소화합물 모형만들기가 재미있었다.

3.제과제빵-화학적팽창

베이킹파우더,소다(중조, 탄산수소나트륨),이스파타(암모늄계열의 팽창제)를 사용하여 이산화탄소와 암모니아 가스를 발생시켜 반죽을 팽창시키는 방법.

선택이유: 제과제빵에 관심이 생겨서

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1.진로 희망 분야:화학공학과

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1.진로 희망 분야:화학공학과

2.가장 흥미롭게 학습했던 내용:물질의 양과 화학 반응식 이유:제일 어려웠던 파트이지만 이 파트와 관련된 문제를 풀어나갈때마다 내 머릿속에 그 내용들이 조금씩 학습되어서 더 어려운 문제들을 풀 수 있게 되었으며 보람을 느끼기때문이다.

3.생활속에서 화학이 이용되는 영역 중 특히 관심있는 분야와 이유:전기차에 사용되는 배터리 기술,최근 환경 문제로 더 이상 일반 차를 생산하지않고 전기차만 생산하여 배터리가 어떻게 이용되는지 알고 싶기때문입니다

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주제 : 수소, 전기 자동차가 어떻게 이

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주제 : 수소, 전기 자동차가 어떻게 이동하는지 조사하고 보고서 쓰기

방법 : 보고서

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물 분해를 통한 수소 생산 방법 및 미래 활용 가능성 탐구-4

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아스피린의 중화반응을 통해

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1. 아스피린의 중화반응을 통해 액성 확인하기

2. 원리 가능한 사진 3장 이상

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전기, 수소자동차가 어떻게 에너지를 얻어 이동할까

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전기, 수소자동차가 어떻게 에너지를 얻어 이동할까

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1. 전기자동차 : 전기자동차는 배터리의 전기-> 전기 모터-> 회전운동-> 바퀴를 통해 구동력 생성으로 이동을 한다. 자세하게 말하면 전기에너지가 배터리에 저장되고 이것이 전기차의 이동에 시작점이다. 그리고 배터리에 저장되어 있는 전기에너지가 전기 모터로 간다, 전기 모터에선 전기 에너지가 회전운동으로 전환된다. 이 회전운동의 에너지가 바퀴들로 가서 차량이 이동할 수 있다.

2. 수소자동차 : 수소자동차는 연료로 수소를 사용해 연료전지에서 전기를 만든 다음 그 전기로 전기 모터를 움직이는 자동차이다. 자세히 보면 수소 탱크에서 고압으로 압축된 수소가 저장된다. 이 수소를 수소 + 산소 -> 전기 + 물 + 열을 발생시킨다. 이 에너지에서 만든 전기로 전기 모터에서 회전운동을 발생시킨다. 이 회전운동의 에너지가 바퀴들로 가서 차량이 이동할 수 있다. 여기서 일어나는 화학식은 2H₂ + O₂ → 2H₂O + 전기 + 열로 나타낸다. 그리고 화학반응으로 만들어진 물은 배출구로 배출된다. 이것이 수소자동차의 가장 큰 특징이다.

3. 전기 자동차와 수소 자동차의 차이점과 공통점 : 전기 자동차와 수소 자동차의 공통점은 모두 전기에너지를 회전에너지로 변환시켜서 바퀴를 굴려 간다는 점이다. 여기서 차이점은 전기 자동차는 배터리의 전기에너지를 바로 회전에너지로 변환시켜 이동하지만, 수소 자동차는 고압으로 압축된 수소를 산소와 화학반응 시켜서 전기를 만들어내 그 전기에너지를 회전에너지로 변환시켜 이동한다. 또 전기자동차는 친환경적이고 발달을 많이 하여 인프라 등이 충분히 갖추어지고 있지만 수소 자동차는 더 친환경적이고 충전과 긴 주행이 좋지만 인프라 등이 충분히 갖추어지지 못해 사회에 잘 보이지 않는다는 점이 있다.

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준비물: 타이레놀(아스피린), 임의의 알

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준비물: 타이레놀(아스피린), 임의의 알약(아스피린 x), 베이킹 소다(염기성 물질)

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각각의 알약을 빻고, 염기성 물질인 베이

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각각의 알약을 빻고, 염기성 물질인 베이킹 소다를 투여함.

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타이레놀(아스피린)에서 기포가 올라오는 

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타이레놀(아스피린)에서 기포가 올라오는 것을 관측할 수 있음. 이는 산성 물질인 아스피린이 염기성 물질인 베이킹 소다와 반응을 일으키기 때문임.

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대부분의 암세포는 정상세포보다 리소좀의 

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대부분의 암세포는 정상세포보다 리소좀의 수가 많고 크기 때문에 동일한 항암제 농도에도 더 많은 양의 항암제를 포획하므로 항암제 내성을 갖게 됨을 설명한 그림입니다.

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소수성 약염기 항암제는 리소좀 내부에 들

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소수성 약염기 항암제는 리소좀 내부에 들어오면 이온 트래핑 현상을 일으키는데, 그 중 아민 작용기의 구성 원자인 질소원자가 비공유전자쌍으로 리소좀 내부에 만연하는 양성자를 받아들이면서 암모늄이온이 되는 과정을 설명한 그림입니다.

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리소좀 항성 작용제를 투여했을 때 암세포

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리소좀 항성 작용제를 투여했을 때 암세포의 변화를 나타낸 그림입니다.

리소좀 항성 작용제가 암세포 내 유입되면 4.5~5.0이던 리소좀 내부의 pH가 6.5정도로 상승하는데, 변화 전에는 내부를 붉은 색 계열로 산성 환경임을 표현하고 변화 후에는 내부를 푸른 색 계역로 표현하여 산성도가 낮아졌음을 시각적으로 나타냈습니다.

리소좀 항성 작용제에 의해 리소좀 내부의 가수분해효소가 비활성화되게 되는데, 가수분해효소란 물을 사용하여 분자를 더 작은 단위로 분해하는 효소이므로 변화 전의 활성화된 가수분해효소는 활짝 펼쳐진 가위 모양으로, 변화 후의 비활성화된 가수분해효소는 닫힌 가위 모양으로 표현하였습니다.

또한 리소좀 항성 작용제에 의해 칼슘 이온의 방출이 억제되는데, 이 내용을 변화 전에 비해 변화 후에 칼슘 이온 채널인 TRPML을 통해 빠져나가는 칼슘 이온의 수를 적게 그림으로써 나타냈습니다.

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항암제 내성에 관한 리소좀의 기능과 산 염기

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항암제 내성에 관한 리소좀의 기능과 산 염기

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20707 박정현 보고서

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화학 약품 투기 금지 캠페인

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화학 약품 투기 금지 캠페인

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계획서