체험활동 1 자외선차단제만들기 류란영선생님영암고등학교이정희선생님노안중학교백종연선생님백제고등학교 환경오염이심각해지면서일상생활에서누구나자외선차단제품을사용하고있다. 우리는천연제품을이용하여썬스틱을만들어보고, 화장품재료들의역할에대해알아보자. 1. 전자저울에비커를올리고영점을맞춘다. 2. Class 1의재료들을비커에계량하여순서대로넣는다. 전자저울, 용기, 핫플레이트, 비커, 스페츌라, 소독용알코올, 분무기 구분 재료명 용도 필요량 (g) 블랙쎄서미오일 유연제 2.5 스쿠알란 유연제 0.5 호호바오일 유연제 2.5 시어버터 유연제 2.0 3. 핫플레이트위에올린후투명하게녹을때까지서서히가열한다. 4. Class 2 의재료들을 [1] 에계량한다. Class 1 에코실유연제 5.0 Class 2 자외선흡수제 자외선차단제 1.0 프로비타민 E 비타민제 0.5 정제밀랍 증점제 1.5 칸데릴라왁스 증점제 2.5 징크옥사이드 자외선차단제 1.0 Tio2 자외선차단제 2.0 라벤더오일 향 적당량 5. 골고루섞이도록스페츌라로혼합한다. 6. 재료들이잘혼합되었으면라벤더오일을넣고마무리를한다. 실험시주의사항 1. 전자저울을평평하고안전한곳에놓고사용한다. 2. 전열기는뜨거우므로화상을입지않도록주의하고면장갑을낀다. 3. 전기감전의원인이될수있으므로물묻은손으로전열기를만지지않는다. 4. 전열기에재료들이묻지않도록주의한다. ( 연기가나거나화재의원인이될수있음.) 7. 완성된제품의외형과사용시느낌을확인한다. 8. 용기에분무기로소독용알코올을살짝뿌려소독한후담는다. 6 7
관련배경지식 나의체험기록하기 1. 자외선과피부자외선은피부세포를파괴하여피부노화를촉진하여주름의원인이되며피부내티로시나제효소물질을활성화시켜기미주근깨의원인인멜라닌색소를만들어낸다. 자외선에의한피부손상은수년후, 장기간에걸쳐서영향을끼친다. 자외선의종류는 A,B,C가있으며자외선 C는암을유발하지만지구에들어오기전에반사되기때문에우리에게영향을끼치지못하나자외선 A 와 B는그렇지못하므로둘다차단시켜야한다. 2. 자외선차단지수 (Sun Protect Factor) SPF 는 ( 자외선차단제를발랐을때피부가붉어지기시작하는자외선양 ) 을 ( 자외선차단제를바르지않은피부가붉어지기시작하는자외선양 ) 으로나눈값이다. 유효한차단시간은평균 3시간정도로일반적으로 2~3시간마다발라주어야한다. 3. 자외선차단원리이산화티타늄 (Tio2) 와같은자외선차단제는자외선을반사시키지만많은양을사용하면로션등의형태에서너무매트 (matt) 하거나피부가하얗게되는단점이있다. 자외선흡수제는자외선을열로변형시켜차단효과를얻는데종류와양에따라서피부자극의원인이된다. 그러므로자외선차단제와흡수제를적절하게배합하여사용한다. 4. 원료에대한설명 재료명 원료설명 호호바오일 상처치유, 보습, 피부보호효과가뛰어나서아메리카사막지역인디언들의상처치료및피부보습 유연제로수천년간사용한천연 성분의식물성오일로인체피지성분의 20~25% 를구성하고있는왁스에스테르성분으로이루어져있다. 블랙쎄서미오일 검정깨오일에는필수지방산인리놀레익과올레익다량함유되어있고천연비타민E이풍부하고손상된피부회복에도움이된다. 스쿠알란 올리브인체의피지면실유중에존재하는스쿠알렌성분에수소반응에얻어지는기능성오일성분 시어버터 아프리카카라이트 (KARITE) 나무열매추출천연성분의식물성버터로피부연화효과와상처치유효과가있어근육통, 류머티즘, 화상, 외상용연고대신에활용되고있다. 에코실 유기농인증기관인 Ecocert의인증을받은천연에스테르오일로식물성발효알코올과고급지방산으로이루어져있다. 실리콘오일 수준의산뜻함으로소개된 100% 천연에스테르오일중가장발림성, 퍼짐성이좋으며끈적임이없고피부에자극이없다. 프로비타민E 천연토코페롤과같은작용을하며, 상대적으로약간효과가떨어지나지속시간은더길다 자외선흡수제 흡수한자외선을열로전환시킨다. 밀랍 벌집에서추출한밀납 칸데릴라왁스 천연점토광물을정제한무기증점제로녹지않는안료, 자외선차단제, 클레이등을균일하게분산, 안정화시켜준다. 산화아연 자외선의산란작용을통해자외선차단효과 & 피부톤보정및조절효과가뛰어난백색의미세한입자로구성된광물성분의원료. 유성TiO2 자외선의산란작용을통해자외선차단효과 & 피부톤보정및조절효과가뛰어난백색의미세한입자로구성된광물성분의원료. 8 9
체험활동 2 마요네즈만들기 이나리선생님전남과학고등학교김운환선생님목상고등학교김종옥선생님순천여자고등학교 노른자속의레시틴의유화작용을이용하여계란과기름을섞어마요네즈를만들어보자. 계란 1개, 포도씨유 100ml, 식초 1티스푼, 설탕 ½티스푼, 천일염 ¼티스푼, 블랜더, 플라스틱용기, 뚜껑있는보관용기, 스페츌라, 수저 1. 용기에계란을깨어흰자와노른자를모두넣고식초설탕소금을넣고블랜더로섞는다.( 대개노른자만사용하지만흰자를함께넣어도무방하다.) 2. 계란을 1~2분돌리다가, 돌아가는상태에서기름을조금씩흘려넣는다. 3. 기름이점점많이들어갈수록재료가되직해져서블랜더가잘안돌아가면남은기름을적당히더넣어수저로저어준후, 다시블랜더로섞는것을반복한다. 4. 마요네즈형태가완성되면맛을보아기호에맞게식초와설탕소금등을더첨가하여최종적으로수저로고루섞어준다. 5. 뚜껑이있는보관용기에담는다. 6. 사용한기구를씻고, 쓰레기는쓰레기통에버린다. 10 11
관련배경지식 : 마요네즈속과학원리 나의체험기록하기 가. 유화융합되지않는두가지액체에계면활성제를넣어섞고, 한쪽의액체를다른쪽의액체가운데에분산시켜끈끈한용액을생성시키는일유화를이용한경우 : 마요네즈, 화장품, 비누, 초콜릿, 아이스크림등유화제 [ 乳化劑 ] : 어떤액체가다른액체에잘섞이게하는여러화학적첨가물을통틀어이르는말. 표면활성을갖는물질이다. 예 : 레시틴, 올레산나트륨, 알칼리비누나. 레시틴레시틴은 1846년프랑스화학자에의해처음발견되어계란노른자에서추출해냈기때문에, 그리스어로 ' 계란노른자 ' 를뜻하는레키소스 (lekithos) 의이름을따왔다고합니다. 레시틴은화학적 ( 헥세인, 에탄올, 아세톤, 벤진등 ) 으로나기계적으로쉽게분리가가능하다. 일반적으로콩, 달걀, 젖, 해산물, 유채, 목화씨, 해바라기와같은곳으로부터구할수있다. 수용성은낮은편이지만뛰어난유화체이다. 현재레시틴의원료로가장많이사용되는것은대두이다. 다. 레시틴의효능레시틴은소장에서콜레스테롤이흡수되는것을막아, 우리몸의콜레스테롤수치조절에도움을준다. 콜레스테롤은우리몸의세포를구성하는주요재료이면서, 여러호르몬그리고담즙의원료이다. 그래서콜레스테롤이지나치게부족하면월경불순이나소화불량등이발생하므로콜레스테롤을무조건적게먹기보다는결국 ' 좋은기름은꼭먹어야한다 ' 는개념이가장좋다. 각종견과 류와등푸른생선에서나오는지방을많이섭취하고, 고기나특히과자에서나오는트랜스지방은필히조심한다. 레시틴의알려진또다른효능은치매예방이다. 이론적으로치매는콜린이라는물질이부족해서생기기때문에, 콜린의주요한원료가되는레시틴을섭취하면치매치료에효과가있다고여겨진다. 라. 레시틴의부작용레시틴자체의부작용은거의없지만, 원료가되는대두이나계란이알레르기유발물질이기때문에평소알레르기가있는분들은주의해야한다. 미국국립보건원에서설명하는대두알레르기의주요증상을참고하여, 이런증상이나타나면복용을중지해야한다. [ 대두알레르기의주요증상 ] 입에따끔거림 두드러기, 가려움증이나가려움, 습진 입술, 얼굴, 혀와목, 또는몸의다른부분의팽창 콧물또는문제호흡 복통, 설사, 메스꺼움또는구토 피부빨갛게변화 출처 : 위키백과, 우리모두의백과사전. 12 13
체험활동 3 여러가지액성확인 고성삼선생님목포마리아회고등학교김현돈선생님완도고등학교김호동선생님담양고등학교 1) 진단 1 우유는산성인가? 염기성인가? ( ) 2 알칼리성이온음료는산성인가? 염기성인가? ( ) 우리주변에서쉽게찾아볼수있고접할수있는물질들의산도를알아보고평소생각하고있던알카리성식품에대한오개념을바로잡아산-염기에대해이해하기물질이산성인지염기성인지알아보는가장손쉬운방법은리트머스종이를이용하면된다. 산성은푸른리트머스종이를붉게변화시키고, 염기성은붉은리트머스종이를푸르게변화시키기때문이다. 지시약은색깔변화로서물질이산성인지염기성인지를알려준다. < 산성, 중성, 염기성에서지시약의색깔 > 2) 우리주변물질의 ph 확인하기 1 크기가같은플라스틱컵 ( 약100mL) 10개를준비하여라벨로이름을붙이고, 우리주변물질의용액을각각담는다.( 컵의 1/2 정도 ) 2 96홈판에스포이트로준비한물질들을차례대로 3~5방울정도씩 3줄에넣는다. 3 첫번째줄에 PP용액을한두방을떨어뜨린후색변화를관찰하여아래표에기록한다. 4 두번째줄에 BTB용액을한두방을떨어뜨린후색변화를관찰하고기록한다. 5 세번째줄에리트머스시험지를담가보고색변화를기록한다. 물질 염산 주스 콜라 식초 이온음료 커피 우유 주방세제 표백제 PP용액 BTB용액리트머스시험지 6 아래표에서염산 ~ 표백제 ph 시험지줄의빈칸의크기만큼양면테이프를잘라붙이고양면테이프의겉면을제거한다. (ph 줄에는양면테이프가오지않게함.) 물질염산주스콜라식초이온음료커피우유주방세제표백제 용액의산성의세기를쉽게비교하기위한값으로수소이온농도지수 (ph) 가있으며, ph값을간단하게측정하는방법으로 ph 시험지를이용할수있다. ph 시험지는지시약과같은원리로용액에담그면색이변한다. ph는 0~14의값을가지며, 7이중성, 7보다작으면산성, 7보다크면염기성을나타낸다. 1) 기구플라스틱컵 ( 약100mL) 10개, 가위, 양면테이프, 셀로판테이프, 일회용스포이트 10개, 비닐장갑, 키친타월, 보안경, 96홈판 2) 재료 < ph 시험지 > ph시험지, PP용액, BTB용액, 리트머스시험지, 염산, 주스, 콜라, 식초, 이온음료, 커피, 우유, 제산제, 주방세제, 표백제 14 15 ph 시험지 ph 7 ph 시험지를 0.5cm 크기로 10개를잘라양면테이프가붙어있는 ph 시험지빈칸에붙인다. 8 실험하고자하는물질을일회용스포이트를이용해각각 1방울씩해당하는 ph 시험지위에떨어뜨리고색깔을확인하고 ph 값을빈칸에적는다. 9 ph 시험지위에떨어뜨린용액이마르면양면테이프를붙였던시험지위에셀로판테이프를붙인다.( 양면테이프의끈적끈적함과물질이실험자의손에묻지않게하기위함.) 주의사항 1 염산, 식초, 표백제는손에묻지않게해야하며, 손에묻거나눈에들어갔을때는즉시흐르는물에씻어야한다. 2 실험재료는우리가흔히먹는물질이라도되도록먹지않도록한다. 3 실험이끝난후용액을한곳에모아중화시킨후폐액통에버린다. 4 용액이서로섞이지않게주의한다.
알아맞히기 나의체험기록하기 1) 산성물질은무엇인지모두쓰시오? 2) 염기성물질은무엇인지모두쓰시오? 3) 표백제의 ph 시험지는왜색깔이시간에따라변하는가? 관련배경지식 1. ph란? ph의정의는수소이온농도지수로, -log [H+] 로구합니다. 수소이온농도 ([H+]) 가증가하면 ph는작아지게됩니다. 여기서 [H+] 는수소이온의몰농도입니다. 예를들면수소이온농도가 10-3M(=0.001M) 이면 ph가 3이다. 수소이온농도가 10-1M(=0.1M) 이면 ph는 1이되며, 수소이온농도가 10-5M (=0.00001M) 이면 ph는 5가됩니다. 따라서 ph가작다는것은수소이온의농도가크다는것을의미합니다. ph가작다 는것이 산성의세기가크다 는것은아닙니다. 산성이나염기성의세기는 ph로결정되는것이아니며, 산이나염기가물속에서이온화하는정도에의해결정되게된다. 2. 알칼리성식품의올바른이해운동을하고난후나무더운여름철에많이찾게되는음료로알칼리성이온음료가있다. 그런데이음료를마셔보면알칼리성임을확인할수있는쓴맛은느껴지지않는다. 오히려리트머스종이로시험해보면산성을나타낸다. 또사과나귤등은신맛이나는데도알칼리성식품으로분류한다. 왜그럴까? 우리가매일먹는음식물은크게산성식품과알칼리성식품으로나눌수있다. 이런구분은겉으로나타나는특성으로결정되는것이아니라, 그식품을우리가먹었을때몸속에서분해되어최종적으로생성된물질의성질에따라결정된다. 즉, 산성식품은그자체가산성을나타내는식품이아니라몸속에들어와서분해된후산성으로바뀌는식품을말한다. 과일이나주스는신맛이나서산성식품으로생각하기쉽지만우리몸속에들어와서분해된후알칼리성으로바뀌기때문에알칼리성식품이다. 산성물질인염산 (HCl) 황산 (H2SO4) 질산 (HNO3) 탄산 (H2CO3) 등을살펴보면수소이온을만드는원소인수소 (H) 를제외하고질소 (N) 산소 (O) 탄소 (C) 황 (S) 등의원소들이구성성분이라는것을알수있는데, 이들은모두비금속원소이다. 또염기성물질인수산화나트륨 (NaOH) 수산화칼륨 (KOH) 수산화칼슘 (Ca(OH)2) 수산화마그네슘 (Mg(OH)2) 등을살펴보면수산화이온을만드는원소인수소 (H) 와산소 (O) 를제외하면나트륨 (Na) 칼륨 (K) 칼슘 (Ca) 마그네슘 (Mg) 등이그구성성분인데, 이들은모두금속원소이다. 따라서각식품이비금속원소를많이함유하면산성식품이되고, 금속원소를많이함유하면알칼리성식품이되는것이다. 산성식품에는고기류 생선류 알류등의동물성식품과쌀등의곡류가속하는데, 주로단백질 탄수화물 지방등의 3 대영양소를많이함유한식품이여기에해당한다. 알칼리성식품에는채소 과일등의식물성식품과우유 굴등이있는데주로비타민 무기질등의영양소를많이함유한식품이여기에해당한다. 결론적으로알칼리성이온음료라는말은나트륨이나마그네슘과같은금속이온이많이들어있다는뜻이지, 실제용액의성질이염기성이라는의미는아니다. 운동을하고나면땀과함께몸에서금속이온들이빠져나가게되는데, 이때알칼리성이온음료를마시면빠져나간이온들을어느정도보충해줄수있기때문에몸에좋다고하는것이다. 16 17
체험활동 4 오호물병만들기 김윤옥선생님전남조리고등학교배정주선생님여천고등학교정지훈선생님완도여자중학교 1. 물 200ml에알긴산나트륨 1g을넣고믹서기로잘섞어준뒤, 15분정도기다린다. 전세계적으로한해동안버려지는페트병의양은어마어마하다. 그중재활용되는것은약 20% 정도!! 플라스틱은분해되기까지는많은시간과자원이필요하므로지구를점점병들게하는환경오염의심각한원인이되고있다. 페트병쓰레기를줄일수있는혁신적인아이디어인마시는물병 오호 (Ooho) 를직접만들어보고, 환경문제에대한바른인식과좋은아이디어에대해생각해보자. 젖산칼슘, 알긴산나트륨, 국자, 스푼, 큰볼 3개, 저울, 식수, 믹서 2. 물 1L에젖산칼슘 5g을넣어섞어준다. 3. 알긴산나트륨용액을수저로떠조심스럽게젖산칼슘수용액에넣은후천천히저어준다. 관련배경지식 오호물병이란? 오호물병은 2014년영국왕립예술학교산업디자인학과스페인출신학생 3명이만든것으로, 달걀노른자를감싸고있는얇은막에서아이디어를얻어만든얇은막안에생수를넣어보관하는먹을수있는물병이다. 오호의얇은막은자연해초추출물로만들어물과함께먹을수있으며, 버리더라도자연분해되어환경을오염시키지않는착한친환경물질이다. 4. 구멍이뚫린국자를이용해건져낸후깨끗한물로씻어준다. 오호물병의원리해초류에서추출한알긴산염과칼슘이온이만나젤형태의막을형성하여물을위생적으로보존하게된다. 주의사항식용으로사용할경우깨끗한위생상태를유지해야한다. 참고자료 http://kidshyundai.tistory.com/466 FIRA 한국수자원관리공단공식블로그 http://blog.naver.com/fira_sea 18 19
놀이마당 1 물분해와수소로켓 이상균선생님광양여자고등학교박상희선생님여수여자고등학교문샛별선생님여수고등학교 놀이방법 물을전기분해시켜보고발생한물질을통해 (+) 극과 (-) 극에서발생한물질에대해화학반응식으로나타낼수있다. 미니수소로켓을제작하고발사해봄으로써작용반작용의원리를이해할수있다. 1) 기구 : 24홈판, 일회용스포이트, 9V용사각형건전지, 침핀 2개, 집게달린전선, 물약병, 비커 100mL, 가위 2) 약품 : 황산나트륨 (Na2SO4), 증류수 (H2O), BTB, 페놀프탈레인 관련배경지식 전기분해의원리 1) 전기분해란무엇인가? 전기에너지를화학에너지로바꾸는것 2) 전기분해조건 : 전기에너지, 전해질, 전극 ( 금속 ) 3) 수용액의전기분해 1 (-) 극에서의반응 : 양이온이끌려가전자를얻어환원된다. 그러나물보다환원되기어려운 K+, Na+, Ca2+, Mg2+ 등은물이대신환원되어수소기체가발생한다. 2 (+) 극에서의반응 : 음이온이끌려가전자를잃고산화된다. 그러나물보다산화되기어려운 SO42-, NO3-, CO32-, PO43- 등은물이대신산화되어산소기체가발생한다. 1 일회용스포이트 2개를준비한후 1.5mL 부분을잘라각각에침핀을꽂아 (2.5mL부분) 전극으로사용한다. 2 핀이꽂인일회용스포이트에황산나트륨등전해질수용액을가득넣는다. 3 24홈판의한개의홈에전해질수용액을 2/3정도넣고, 여기에전해질수용액이담긴일회용스포이트를거꾸로세운다. 4 9V 건전지에집게도선으로연결하고스포이트의핀을집게도선으로집어준다. 5 일회용스포이트의변화를관찰한다. 기체가많이발생한극은? ( (+) 극, (-) 극 ) 6 전기분해를멈추고 (+) 극과 (-) 극용액을가장자리홈판 2곳에각각넣은후페놀프탈레인과 BTB시약을떨어뜨려색변화를관찰한다. 7 일회용스포이트 1개를준비하여 2mL부근을가위로자르고 2개의침핀을대각선방향으로서로닿지않게꽂아 (3.0mL부분) 전극으로사용한다. 8 전기분해하여스포이트의손잡이부근까지수소와산소의혼합기체를모은다. 9 얻어진혼합기체의스포이트를로켓발사대에끼워발사한다. 22 23
놀이마당 2 나의체험기록하기 너의이름은? 고문석선생님낙안중학교김동욱선생님장산중학교임대홍선생님광영고등학교 플라스틱볼안에여러가지물질에대한질문과물질의이름을읽고알아맞히는게임 볼풀, 플라스틱볼, 질문지, 다트게임세트, 선물 게임준비 1 플라스틱볼에질문지를넣는다. 2 볼풀에질문지가든볼과빈볼을섞어넣는다. 게임방법 1 볼을뽑을순서를정한다. 2 한사람씩볼풀에서질문이든볼을선택한다. 3 선생님앞에서질문을읽고답을한다. 4 답을바르게한사람은다트게임을할수있는기회를준다. 5 조별로다트게임에서점수가가장높은사람에게선물을준다. 26 27