버려진 건전지의 화려한 변신! 그 속에 숨겨진 과학 보물찾기
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일매일이 실험입니다.
여러분은 다 쓴 건전지를 쓰레기통에 버릴 때, 그 작은 원통 안에 무엇이 들어있을지 상상해 보신 적 있나요? 사실 건전지 속에는 우리 과학 선생님들이 눈독을 들일 만한 보물이 가득 숨겨져 있답니다. 이번에는 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 파워 유닛인 망간 건전지를 분해해서 그 내부 구조를 낱낱이 파헤쳐 보았습니다! 단순한 소모품인 줄 알았던 건전지가 사실은 얼마나 정교한 화학 반응 장치인지 함께 확인해 보시죠.
분해를 위해 준비할 7가지 도구
망간 건전지의 신비를 밝히기 위해 준비한 도구들은 다음과 같습니다.
• 펜치 (대/소): 건전지의 외장은 단단한 금속입니다. 이걸로 외장을 꼼꼼하게 벗겨냅니다.
• 드라이버: 내부에 단단하게 뭉쳐진 재료들을 효율적으로 파내기 위해 사용합니다.
• 커터칼: 건전지를 보호하고 있는 비닐이나 절연재를 가르는 데 활약합니다.
• 신문지: 건전지 안에서는 검은 가루가 나옵니다. 작업대를 더럽히지 않기 위한 필수 아이템이죠!
• 종이컵: 추출한 귀한 재료들을 종류별로 나누어 보관합니다.
건전지 외과 수술! 분해 꿀팁과 순서
드디어 본격적인 분해에 들어갑니다. 망간 건전지는 플러스(+) 극 단자가 있는 윗부분부터 공략하는 것이 기본입니다.
주의사항: 이 내용은 수업 활용을 목적으로 한 교사용 해설입니다. 건전지 분해는 파손이나 부상의 위험이 있으므로 가정에서 개인적으로 따라 하는 것은 삼가해 주세요. 또한 분해할 수 있는 것은 망간 건전지뿐입니다. 알칼리 건전지는 절대로 분해하지 마세요.
먼저 건전지의 플러스 극 접합 부분에 펜치 날을 갖다 댑니다. 끝부분이 살짝 벌어지면 그다음부터는 마치 통조림 캔을 따는 듯한 느낌으로 펜치를 돌려가며 외장을 돌돌 말아 벗겨냅니다. 여기가 가장 기술이 필요한 포인트입니다!
더 자세한 힘 조절 방법 등은 꼭 영상으로 확인해 보세요. 윗부분이 분리되면 바닥 쪽에서 꾹 밀어 올리듯 힘을 주면 겉면의 금속 커버가 쏙 빠집니다.
커버를 벗기면 건전지의 본체가 나타납니다. 커터칼로 조심스럽게 주변 비닐을 자르고, 중심에 자리 잡고 있는 탄소 막대가 손상되지 않도록 잘 꺼내줍니다.
멋지게 분해되었습니다!
모습을 드러낸 것은 아연으로 만든 통과 중심을 관통하고 있던 탄소 막대, 그리고 그 사이를 채우고 있던 새까만 가루(이산화망간)입니다.
건전지 속은 사실 실험 재료의 보물창고!
자, 여기서부터가 과학 교사로서 진면목을 발휘할 시간입니다. 망간 건전지에서 추출한 소재들은 다른 과학 실험에서 아주 훌륭한 역할을 해냅니다.
• 탄소 막대: 전기가 매우 잘 통하기 때문에 전기 분해 실험의 전극으로 즉시 활용할 수 있습니다.
• 아연판 (금속통): 가위로 잘라서 금속의 이온화 경향을 알아보는 실험이나, 염산에 넣어 수소를 발생시키는 실험에 쓸 수 있습니다.
• 이산화망간: 이것이 바로 이번 실험의 주인공! 과산화수소수와 반응시켜 산소를 발생시키는 촉매로 재사용할 수 있습니다.
건전지는 다 쓰면 버리는 쓰레기가 아니라 다음 실험을 위한 자원으로 변하는 순간입니다. 우리 학생들도 이런 자원의 순환이라는 관점을 가졌으면 좋겠네요.
절대 엄수! 실험 안전 수칙
호기심 많은 여러분, 이것만큼은 꼭 약속해 주세요.
• 알칼리 건전지는 절대로 분해하지 않기!: 알칼리 건전지의 전해액은 강한 알칼리성이라 피부에 닿으면 화학 화상을 입을 수 있고, 눈에 들어가면 실명의 위험도 있습니다. 분해해도 되는 것은 구조가 단순한 망간 건전지뿐입니다.
• 어른의 감독이 필수입니다!: 날카로운 도구를 사용하고 화학 물질도 다룹니다. 반드시 선생님이나 보호자와 함께 작업하세요.
• 보호 안경과 장갑 착용하기: 안전은 모든 실험에서 가장 최우선입니다.
실제 소재를 직접 만져보는 것만으로도 과학에 대한 이해는 훨씬 깊어집니다. 건전지 속에 전기를 운반하기 위한 작은 아이디어들이 가득 차 있다는 사실을 꼭 느껴보시기 바랍니다.
참고: 이번 분해를 통해 종이컵 한 가득 이산화망간을 얻었습니다. 다음에는 분해한 부품들을 다시 조립해 보는 건전지 재구축에도 도전했으니 확인해 보세요!
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