소금으로 배우는 원소 분석

Learning Elemental Analysis using Salts

이 연구의 목적은 불꽃반응 실험을 이용하여 중학교 과학분야 영재아들을 대상으로 하는 새로운 탐구활동 프로그램을 개발하는 것이다. 이 연구에서 고안한 실험은 손바닥 크기의 간단한 휴대용 분광기를 이용하여 에탄 올을 뿌린 시료의 불꽃 스펙트럼을 측정하는 방법을 이용한다. 먼저, 몇 가지 성분비의 염화소듐-염화포타슘 혼합물을 만들어 불꽃 스펙트럼을 관찰하였다. 포타슘 농도를 결정하기 위한 농도 검정선을 얻어 보았다. 이와 같은 과정을 통해서 영재아들은 원소의 고유한 성질과 원소 분석의 기본 개념을 배우게 된다. 영재아들은 소금 속의 미네랄 원소들이 건강에 미치는 영향에 대한 선행 조사를 통해서 본 탐구활동에 대한 동기를 강하게 부여받을 수 있으며, 이 실험 방법을 소금의 종류 판별 등에 적용함으로써 과학적 실험을 실생활의 문제 해결에 이용할 수 있음을 체험할 수 있다.

The purpose of this study was to report a new research activity program for the gifted middle-school students. In this program, students obtain the flame spectra of sodium chloride (NaCl) - potassium chloride (KCl) salt mixtures and commerial salts for food additives using a simple handheld spectrometer with a charge-coupled device detector. The salt mixtures with different compositions and commercial salts are placed in crucibles and added with ethanol. Then, students observes the wavelength-dispersed spectra and find the strong atomic emission lines of Na and K. The line-intensity-ratio of K line to Na line observed for the NaCl-KCl mixtures are utilized for the intensity-toconcentration calibration curves. Through this program, the students learn basic concepts of uniqueness of elements and elemental analysis. Based on the results, teachers can motivate the students to apply their methodology to classification of commercial salts.