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장윤성, 이우솔, 이도경, 김수찬

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김지윤, 곽수진, 유수연, 김도윤

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상황 선택(주방, 야외, 욕실, 거실 중 택 1)

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상황 선택(주방, 야외, 욕실, 거실 중 택 1)

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주방

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1. 주방, 야외, 욕실, 거실 중 산화ㆍ환원 반응이 일어나는 상황 1가지를 선택하고 게시물을 수정하여 내용을 입력한다.

2. 선택한 상황에서 나타날 수 있는 산화ㆍ환원 반응을 최소 2가지 조사한다.

3. '산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (번호)' 게시물을 편집하여하여 조사한 내용을 나타내는 사진 하나를 첨부하고 그를 산화ㆍ환원 반응을 분석하여 설명하는 글을 작성한다.

4. 2가지의 예시를 수행한 후 추가로 진행하고 싶으면 게시물을 추가하여 진행할 수 있다.

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상황 선택(주방, 야외, 욕실, 거실 중 택 1)

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상황 선택(주방, 야외, 욕실, 거실 중 택 1)

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거실

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안서연, 정예준, 김태희, 임예서

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남윤아, 허지윤, 이혜원, 이하린

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김건, 이재호, 채희서, 정지후

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상황 선택(주방, 야외, 욕실, 거실 중 택 1)

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상황 선택(주방, 야외, 욕실, 거실 중 택 1)

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욕실

•이재호 - · 염소계 표백제: NaOCl이나 KOCl과 같이 염소가 포함된 산화제

로, 수영장 소독이나 살균제 등으로 사용된다.

NaOCl + H₂O → HOCl + Na⁺ + OH⁻

이때 생성되는 HOCl이 박테리아를 죽일 수 있다.

•정지후 X

•채희서 - 금속(수도꼭지 등)의 부식: 녹슴 현상 4Fe + 3O₂ + 6H₂O -> 4Fe(OH)₃

•김건-치아 미백

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우소윤, 임정택, 이효민

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야외에서 일어나는 산화-환원 반응 조사하기

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야외에서 일어나는 산화-환원 반응 조사하기

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상황 선택(주방, 야외, 욕실, 거실 중 택 1)

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상황 선택(주방, 야외, 욕실, 거실 중 택 1)

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야외

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상황 선택(주방, 야외, 욕실, 거실 중 택 1)

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상황 선택(주방, 야외, 욕실, 거실 중 택 1)

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주방에서 김치를 담그는 상황

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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거실에 걸려있는 시계의 리튬 이온 전지는 산화와 환원 반응을 통해 화학 에너지와 전기 에너지를 상호 변환하는 장치이다.

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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염소계 표백제

•염소계 표백제는 차아염소산나트륨(NaClO)을 물에 녹인 수용액으로 섬유의 색을 제거하거나 소독하는 등에 사용된다. 차아염소산나트륨은 염소와 수산화나트륨 수용액을 반응시켜서 만들 수 있는 물질로 한국에서는 대표 제품의 이름인 락스라고 부르는 경우가 많다. 락스의 원리는 락스 속의 차아염소나트륨이 물에 녹아 염기성을 띄어서 곰팡이의 단백질을 녹이는 원리이다. 염기성이 왜 곰팡이의 단백질을 녹이냐면 단백질은 아미노산으로 연결되어 있는데 염기성이 이런 단백질의 연결을 끊거나 녹여서 단백질의 모양을 바꾼다. 이러한 차아염소산나트륨 수용액은 산화력이 막강하기에 표백용으로 쓴다. 보통 때묻은 흰옷을 표백하거나 화장실을 청소할 때 주로 쓰고 그 외에도 실생활에서 매우 다양하게 활용 가능해서 사용 방법만 잘 숙지하면 매우 편리하게 사용 할 수 있다.

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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고려청자의 산화환원 반응

고려청자의 고유의 비색은 어떻게 만들어졌을까?

그 원인은 고려청자의 유약 속에 들어있는 Fe₂O₃ 덕분이다.

가마 속 소성 분위기에 따라 철 이온의 상태가 달라진다.

Fe³⁺ 상태의 산화철은 황갈색을 띠고, Fe²⁺ 상태의 환원 된 상태의 철 이온은 고려 청자 특유의 비취색을 띤다.

고려청자의 초기 소성 단계에서는 가마 안에 연료(나무)가 완전 연소하여 유약 속 철은 Fe³⁺ (산화철 상태)로 존재한다. 중기~후기 단계의 소성에서는 연료가 완전히 타지 않고 불완전 연소하여 CO(일산화탄소)가 발생한다. 이 CO가 유약 속의 Fe³⁺에게 전자를 주어 Fe³⁺를 환원시켜 Fe²⁺로 만든다.

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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부패 산화 환원 반응

당
C⁶H¹²O⁶ + 6O² → 6CO² + 6H²O

탄소, 수소는 산화 / 산소는 환원

지방
C¹⁶​H³²​O²​+23O²​→16CO²​+16H²​O

탄소, 수소는 산화 / 산소는 환원

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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거실의 화로는 연료가 공기 중의 산소와 반응하는 과정으로 연료는 산화되고 산소는 환원된다.

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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고기에는 미오글로빈이라는 색에 주요한 역할을 하는 것이 있다.

이는 산소와 결합했을때 붉은색을 띠는것으로 변하고 시간이지나 산화되어 적갈색으로 변한다.

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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프라이팬에 왜 기름칠을 하고 요리를 시작할까?

철로 이루어진 프라이팬은 관리를 제대로 하지 않으면 공기 중의 산소와 반응하여 녹이 생길 수 있다. 그런데 기름칠하면 기름이 먼저 산화되기 때문에 환원제 역할을 한다.

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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불꽃놀이

불꽃놀이의 핵심이 되는 것이 흑색화약이다. 흑색화약 속 질산칼륨은 산화제로 산소를 공급한다.흑색화약의 숯과 황은 연료 역할을 하는 환원제로 작용한다.발화점 이상 온도에서 질산칼슘은 산소를 발생시키고 숯과 황은 이 산소와 반응하여 연소한다.

10KNO3 + 3S + 8C → 2K2CO3 + 3K2SO4 + 6CO2 + 5N2

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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가을에 떨어진 낙엽의 산화

낙엽 속 유기물(셀룰로오스, 리그닌 등)이 토양 속 미생물이나 공기 중 산소와 만나 천천히 분해됨

낙엽 속 탄소와 수소가 산화되어 이산화탄소와 물로 바뀌고, 일부는 산화 과정에서 색소(갈색)나 유기산 형태로 남음

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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철의 녹슴 현상

철(2Fe)이 물(2H₂O)과 공기 중의 산소(O₂)를 만나면 4Fe -> 4Fe³⁺ + 12e⁻ 의 산화반응과 3O₂ + 6H₂O + 12e⁻ -> 12OH⁻ 의 환원 반응이 일어난다. 이후 4Fe³⁺ + 12OH⁻ -> 4Fe(OH)₃ 로 수산화철이 형성된다. 이 물질이 탈수되면서 4Fe(OH)₃ -> Fe₂O₃ ⋅ xH₂O 로 산화철(녹)이 형성된다.

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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김치가 발효되는 젖산 발효가 일어날 때 전자의 이동으로 인한 산화환원 반응이 발생한다.

먼저, 포도당이 피부르산으로 바뀌는데, 이때 NAD+가 전자를 받아 NADH가 된다. 포도당이 산화되고, NAD+가 환원되는 반응이다.

다음으로, 피부르산이 전자를 받아 젖산으로 변하게 된다. 이때 NADH가 전자를 잃으면서 NAD+로 다시 산화된다. 피부르산이 환원되고, NADH가 산화되는 반응이다.

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (1)

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2 KNO₃(s) + S(s) + 3 C(s) → K₂S(s) + N₂(g) + 3 CO₂(g)

연료(탄소와 황 : 산화됨)가 산화제(KNO₃ : 환원됨)와 반응하면서 빠르게 타오름 → 산화 환원 반응

이때 열과 빛, 기체가 방출 → 폭발적 효과 + 색 발광

산화 환원 반응 → 높은 온도 발생 → 금속 이온의 전자 전이 → 색 발광

결론

불꽃놀이는

1. 산화제와 연료가 산화·환원 반응을 일으켜 큰 에너지 방출

2. 이 에너지로 금속 이온이 들뜸 → 특정 파장의 빛 방출

3. 동시에 가스 팽창 → "펑" 하는 폭발 효과

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (2)

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반딧불이의 발광은 루시페린이 공기 중의 산소와 반응하는 과정으로, 루시페린은 산화되고 산소는 환원된다.

cf. 반딧불이 발광 전체 과정

1. 준비 단계

반딧불이 몸속에는 루시페린이라는 발광 물질이 있는데, 이 루시페린이 그냥 혼자서는 잘 반응하지 않아요. 그래서 루시페리아제라는 효소가 등장해, 루시페린이 반응할 수 있도록 도와줘요. (like 마치 불꽃놀이에서 심지를 붙잡아주는 점화 장치 같은 역할)

2. 반응 단계

루시페린은 루시페라아제의 도움을 받아 산소(O₂)와 반응해요. 이 과정에서 루시페린은 산화되고, 산소는 전자를 받아 환원됩니다. 이렇게 해서 옥시루시페린이라는 새로운 물질이 만들어져요.

3. 빛 방출 단계

옥시루시페린은 들뜬 상태(에너지가 많은 상태)로 만들어졌다가, 안정된 상태로 돌아올 때 남는 에너지를 빛으로 방출해요. 이게 바로 우리가 보는 반딧불이의 노란빛~초록빛이에요.

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (3)

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산화ㆍ환원 반응으로 인한 변화를 나타내는 그림과 설명 (3)

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폴리페놀과 폴리페놀 산화효소가 산소와 결합하여 퀴논과 물로 변화한다. 따라서 폴리페놀은 퀴논으로 산화되고, 산소는 물로 환원된다. 퀴논은 다른 퀴논이나 폴리페놀과 결합하여 멜라닌을 만들어내고 이는 갈색을 띤다.

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번개에 의한 산화환원반응

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번개에 의한 산화환원반응

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번개는 순간적으로 주변 공기의 온도를 태양 표면보다 훨씬 높은 약 2만~3만K까지 끌어올린다. 이 에너지와 고온이 질소와 산소 분자를 반응하게 만든다.

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토양 유기물 분해 과정

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토양 유기물 분해 과정

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토양 속 환경(미생물, 산소 유무, 수분 등)이 유기물 분해를 이끌어내어 유기물이 분해되면

CO₂ → CH₄ 환원되고 ( 탄소가 전자를 받아 환원) H₂가 산화된다.

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사람과 사람의 산화 환원 반응(비유(전자의 이동))

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사람과 사람의 산화 환원 반응(비유(전자의 이동))

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(감정 교류)

사람 A+사람 B--->A(에너지 일부 ↓)+B(에너지 ↑)

사람 A가 자기 에너지(힘, 위로, 따뜻한 말 같은 거)를 조금 나눠주면,
그걸 받은 사람 B는 기운이 차오르고 마음이 회복된다. 따라서 이 식을 보면 A는 산화처럼 자기의 마음을 상대방에게 주는 쪽이고, B는 환원처럼 그걸 받아 충전하는 쪽인 것이다. 이와 같은 반응식처럼 서로 이 반응식을 서로 주고받는다면 감정의 싹이 터서 서로 좋아하게 되어서 연애를 할 수 있다고 믿고 있다...

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가을에 낙엽이 물드는 이유-산화반응

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가을에 낙엽이 물드는 이유-산화반응

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봄부터 여름까지 엽록소가 만들어지면서 초록색 잎을 유지했지만 가을에는 엽록소가 분해된다. 엽록소가 분해되는 이유는 겨울 동안 나무는 에너지 소모를 최소화하고 수분이 얼면 부피가 증가해 손상을 입게 되므로 나무 내에 있는 수분을 최소화하는 작업을 하기 때문이다. 겨울에 에너지 소모를 줄이기 위해 잎과 나뭇가지 사이에 떨켜층을 형성하여 나뭇잎에 수분 공급을 중단시키고 나뭇잎으로부터 에너지 공급을 받는다. 이렇게 나뭇잎에 수분이 부족해지고 영양분이 쌓여 산성을 띠게 되면 산화되면서 엽록소가 분해돼 붉은색, 노락색, 갈색으로 물들어 단풍이 된다. 여기서 붉은색은 엽록소가 분해되며 안토시아닌을 생성하며 띠게되고, 노란색은 크산토필, 카로티노이드가 생성되면서, 갈색은 크산토필, 타닌이 생성되면서 띠게 된다.

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산화/ 환원 반응으로 인한 변화 나타내는 그림과 설명 (3)

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산화/ 환원 반응으로 인한 변화 나타내는 그림과 설명 (3)

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다이너마이트에는 주 재료로 니트로글리세린이 사용된다. 위 화학식은 니트로글리세린 폭발 시의 화학 반응식이다. (다이너마이트 폭발 화학 반응식에 대한 정확한 정보가 잘 나오지 않아 니트로글리세린 화학 반응식으로 작성함)

이 반응식에서 반응물은 니트로글리세린이며, 탄소는 전자를 잃어 산화되고, 질소는 산소를 잃어/전자를 얻어 환원 된다. 이렇듯, 니트로글리세린의 화학반응식에서는 산화 환원 반응이 일어난다.

다이너마이트의 폭발 원리(간단히)

불안정하여 작은 자극에도 폭발이 일어날 수 있는 불안정한 상태의 니트로글리세린에 불연성 흡수제인 규조토를 섞어 폭발성은 낮추는 대신 안정성을 높였다고 한다. 이 물질에 점화 등의 자극이 가해지면 니트로글리세린에서 급격한 화학반응이 일어나 다량의 열과 기체가 발생하고 부피가 수백~수천 배 팽창한 니트로글리세린은 압력파를 생성하여 근처의 것들을 밀어내게 된다. 이것이 다이너마이트의 폭발력이 된다.