과학 쇼에서 최고 인기! 코끼리 치약의 최적 배합을 찾아라 🐘!

사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 이 사이트에서 과학을 함께 즐겨보아요.

【이 기사는 라디오로도 들을 수 있어요!】

【이 기사를 영어로 읽어보기】

여러분은 ‘코끼리 치약‘이라고 불리는 실험을 아시나요? 실험이 시작되면 마치 거대한 치약이 뿜어져 나오는 것처럼, 풍성한 거품이 솟아오른답니다. 시각적으로 엄청난 임팩트를 주는 실험이라 과학 수업이나 사이언스 쇼에서도 인기 만점이죠.

과학부가 만든 슬라이드는 여기 있어요.

이번에는 학생들과 함께 이 ‘코끼리 치약’ 실험을 해봤어요. 어떤 반응이 일어나는지, 실제 모습은 이 영상에서 확인해보세요!

사이언스 쇼를 성공적으로 진행하기 위해 ‘코끼리 치약’ 거품이 잘 부풀면서도 안전하고 최적인 양을 고민했어요. 과산화수소는 늘 산소와 물로 분해되고 있어요. 그래서 냉장고에 보관하죠. 다만 아무것도 안 하면 반응 속도가 아주 느리다고 합니다.

이 실험에서는 과산화수소(H₂O₂)에 아이오딘화 칼륨(KI)을 더해 산소가 급격하게 발생하면서 거품이 잔뜩 만들어져요. 아이오딘화 칼륨은 촉매로 작용해 과산화수소의 분해를 순식간에 촉진시키죠. 화학 반응식은 다음과 같습니다.

반응식은 다음과 같아요.

위키백과에서

즉, 이렇게 됩니다.

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

거품의 크기나 기세는 사용하는 과산화수소의 농도나 양에 따라 달라져요. 과산화수소 농도가 높을수록 반응이 빨라져서 더 풍성하고 거대한 거품이 생기죠. 하지만 반응이 너무 격렬하면 제어가 어려워지기 때문에 이 비율을 맞추는 게 정말 중요해요. 안전을 최우선으로 고려하며 실험을 진행했답니다.

또 이 화학 반응은 발열 반응이라 실험 후 거품이나 용기를 만져보면 따뜻해지는 걸 느낄 수 있어요. 시각적인 즐거움뿐만 아니라 화학적으로는 반응열이나 촉매에 대해서도 배울 수 있으니 정말 유익하죠!

구체적인 실험 방법

세 가지 방법을 시도해봤습니다.

① 과산화수소 50mL에 아이오딘화 칼륨 큰 술 3개를 뜨거운 물 50mL에 녹여서 넣기

과산화수소 50mL를 삼각 플라스크(500mL)에 넣고, 주방 세제와 색을 내고 싶다면 식용 색소를 넣어주세요. 이걸 수조 안에 넣고, 물에 녹인 아이오딘화 칼륨(약숟가락으로 큰 술 3개)을 넣어줍니다.

여기에 아이오딘화 칼륨을 넣으면 산소가 급격하게 발생하며 주방 세제 덕분에 비눗방울이 만들어져요.

50mL 정도 넣었더니 수조를 가득 채울 만큼 거품이 솟아나오네요. 거품의 양은 과산화수소의 양에 따라 달라진답니다.

참고: 과산화수소 50mL에 아이오딘화 칼륨 큰 술 3개를 녹이지 않고 넣기

아이오딘화 칼륨을 물에 녹이지 않고 고체 상태 그대로 넣었더니 뱀 폭죽처럼 솟아오르네요. 반응 속도가 느려서 서서히 오랫동안 반응을 관찰할 수 있답니다.

또, 세제를 넣지 않고 실험하면 격렬하게 반응하며 용액이 튈 수 있으니 주의해야 해요. 과산화수소 5mL처럼 소량을 눈금실린더에 넣고 아이오딘화 칼륨을 조금(약숟가락 작은 술로 한 스푼) 넣고 반응시킨 뒤에 향을 넣었더니, 산소가 발생하는지 향이 ‘펑’ 하고 불꽃을 내며 타올랐어요.

② 과산화수소 200mL에 아이오딘화 칼륨 큰 술 6개를 뜨거운 물 50mL에 녹여서 넣기

과산화수소 200mL에 물에 녹인 아이오딘화 칼륨(약숟가락으로 큰 술 6개)을 뜨거운 물 50mL에 녹여서 넣었어요. 그 모습이 바로 이거예요.

과산화수소 200mL

책상 가득 퍼져 나갔어요.

꽤 괜찮은 양이라고 생각해요. 다만 아이오딘화 칼륨을 녹인 물이 좀 많았나 하는 반성이 들어요.

과산화수소 200mL에 아이오딘화 칼륨 큰 술 6개를 뜨거운 물 30mL에 녹여서 넣기

과산화수소 200mL에 물에 녹인 아이오딘화 칼륨(약숟가락으로 큰 술 6개)을 뜨거운 물 30mL에 녹여서 넣었어요. 그 모습이 바로 이거랍니다.

역시나 책상 위를 가득 채웠네요

사용한 세제는 큐큐토의 이 제품이에요.

참고로, 묽은 과산화수소는 옥시돌이라고 하는데, 농도가 묽으면 괜찮지만, 농도가 진한 과산화수소는 피부에 닿으면 위험해요. 거품도 만져보고 싶을 텐데, 이것도 위험하답니다. 피부가 하얗게 변하고 하루 종일 따끔거려요. 꼭 장갑을 끼고 작업하고, 실험복과 보호 안경도 잊지 마세요. 뒷정리는 선생님들이 하시는 게 좋을 것 같아요.

사실 뒷정리하다가 제가 실수로 만져버렸어요. 피부가 하얗게 변하죠. 그리고 반응 후에 생긴 거품도 절대 만지지 마세요. 이 거품에 닿아도 따끔거려요. 조심하세요!

실제로 만지면 피부가 이렇게 변색돼요. 이건 제가 직접 만져본 거예요. 인체 실험! 따끔거리는 통증이 한참 동안 계속됐답니다.

문의 및 의뢰에 대하여

과학의 신기함과 재미를 더 가깝게 느껴보세요! 집에서 할 수 있는 즐거운 과학 실험과 그 노하우를 알기 쉽게 정리해 놓았어요. 이것저것 검색해보세요!
・운영자 쿠와코 켄에 대해서는 여기
・각종 의뢰(집필, 강연, 실험 교실, TV 자문, 출연 등)는 여기
・기사 업데이트 정보는 X에서 만나보세요!

과학 이야기 채널에서는 실험 영상을 올리고 있어요!