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[도전! 섭섭박사 실험실] 우는 아이도 웃게 만드는 달콤한 사탕을 만들어라!

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2018년 06월 25일 13:25 프린트하기

아이가 갑자기 울음을 터뜨리면 누구든 당황하기 마련이죠.  하지만 이런 선물을 직접 만들어 건네주면 금새 분위기가 좋아질 수 있어요. 바로 '막대사탕'! 흔히 보던 동그란 모양의 사탕과는 달리, 영롱하게 빛나는 보석 알갱이들이 박힌 예쁜 막대사탕을 만들어 보겠습니다. 

 

GIB 제공
GIB 제공

● 도전! 실험 

 

반짝반짝 빛나는 막대사탕을 만들어라!

 

① 막대기에 물을 조금 묻힌 뒤 표면에 설탕을 골고루 묻히고 잘 말린다.

② 물 한 컵에 설탕 세 컵을 넣고 설탕이 모두 녹을 때까지 가열하면서 저어 준다.

③ ②의 설탕 용액에 식용색소를 넣어 준 뒤 긴 컵에 옮겨 담는다.

④ 설탕 용액에 설탕을 묻힌 막대기를 담그고 잘 고정시켜 준다.

⑤ 3~4일 후 막대기를 조심스럽게 꺼내면 완성!

 

막대사탕 만들기 - 어린이과학동아 2018년 12호 제공
막대사탕 만들기 - 어린이과학동아 2018년 12호 제공

 

 

● 어떻게 된 걸까?

 

☞ 결과 : 설탕 결정들이 붙어 있는 막대사탕이 만들어진다.

 

설탕을 물에 녹일 때, 온도가 높을수록 더 많이 녹일 수 있어요. 20℃의 물 100g에는 약 200g의 설탕이, 100℃에는 약 480g의 설탕이 녹아요. 그런데 뜨거운 설탕 용액을 천천히 식히면 그 온도에서 원래 녹일 수 있는 양보다 더 많은 양의 설탕이 들어 있게 됩니다. 이를 ‘과포화 용액’이라고 하죠. 


과포화 상태의 설탕 용액은 불안정한 상태라 원래 녹일 수 있는 양보다 더 많이 녹아있는 설탕을 다시 고체로 내보내려고 합니다. 그래서 과포화 용액 안에 고체 상태의 설탕 알갱이가 있으면 이를 씨앗으로 삼아 설탕 결정이 자라고, 막대기에 묻은 설탕 알갱이에서 설탕 결정들이 자라면 막대사탕이 만들어진답니다.

 

 

● 왜 그럴까? 보석 속 결정의 비밀

 

막대사탕의 설탕 결정이 보석처럼 빛나고 있어요. 그런데 진짜 보석도 실험 속 설탕처럼 결정으로 이루어졌다는 사실, 알고 있나요?

 

자연에서 발견된 수정의 모습. - Didier Descouens(W) 제공
자연에서 발견된 수정의 모습. - Didier Descouens(W) 제공

‘수정’은 투명하게 빛나는 아름다운 보석이에요. 그런데 보석으로 가공되기 전의 수정을 본 적 있나요? 신기하게도 수정은 자연에서 발견될 때부터 마치 누군가 다듬은 것처럼 규칙적인 모양을 가지고 있답니다. 수정을 이루고 있는 물질을 자세히 살펴보면 이유를 알 수 있지요.

 

수정의 주요 성분은 규소(Si)와 산소(O)예요. 전자현미경으로 수정을 매우 크게 확대해 보면 무수히 많은 규소 원자와 산소 원자들이 특정한 규칙에 따라 나열되어 있는 것을 볼 수 있답니다. 이렇게 원자나 이온, 분자들이 규칙적으로 배열되어 있는 고체 상태의 물질을 ‘결정’이라고 불러요. 결정으로 이루어진 물질들은 가공을 하지 않아도 수정처럼 특정한 모양을 갖는 답니다.

 

소금 결정의 모습. - NASA 제공
소금 결정의 모습. - NASA 제공

결정을 이루는 물질들은 우리 주변에도 흔히 있어요. 대표적으로 소금이 있지요. 소금은 나트륨 이온(Na+)와 염소 이온(Cl-)이 정육면체 모양으로 배열되어 있어요. 그래서 소금 알갱이를 자세히 보면 주사위처럼 정육면체 모양을 하고 있답니다.

 

● 실험 하나 더!

 

선풍기로 솜사탕 만들기


이번엔 아이들을 위해 솜사탕도 만들어 볼까요? 그런데 놀이동산에서 흔히 보던 솜사탕 기계가 아닌 선풍기네요? 어떻게 된 일일까요?

(준비물: 작은 선풍기, 상자, 송곳, 병뚜껑, 설탕) 

 

① 커다란 상자 가운데에 구멍을 뚫고 날개를 분리한 선풍기를 붙인다.
② 알루미늄으로 된 병뚜껑에 송곳으로 작은 구멍을 촘촘히 뚫는다.
③ 선풍기 날개가 있던 자리에 구멍 뚫린 병뚜껑을 고정시킨다.
④ 설탕 세 숟갈에 물을 조금 넣고 액체가 될 때까지 가열한다.
 선풍기의 전원을 켜고, 녹인 설탕을 병뚜껑에 부으면 솜사탕이 만들어진다.

 

선풍기로 솜사탕 만들기 - 어린이과학동아 12호 제공
선풍기로 솜사탕 만들기 - 어린이과학동아 12호 제공

 

 

● 어떻게 된 걸까?

 

병뚜껑에 설탕 용액을 부으면 박스 안이 설탕 실로 뒤덮이며 솜사탕이 만들어질 거예요. 설탕 실을 나무젓가락으로 모아서 동그랗게 뭉쳐 주면 우리가 흔히 볼 수 있는 솜사탕을 만들 수 있지요.

 

설탕으로 된 가느다란 실을 만드는 비밀은 바로 ‘원심력’이에요. 회전하고 있는 병뚜껑에 설탕 용액을 부으면 원심력에 의해 설탕 용액이 병뚜껑의 가장자리로 밀려난답니다. 밀려난 설탕 용액은 병뚜껑에 뚫린 작은 구멍들을 통해 물총처럼 뿜어져 나오지요.

 

가느다랗게 뿜어져 나온 뜨거운 설탕 용액은 공기와 만나 식으면서 순식간에 고체 상태로 굳어요. 이때 설탕은 고체 상태지만 굵기가 매우 가늘기 때문에 실 처럼 잘 휘어진답니다.

 

 

달콤한 사탕을 만드는 데 성공한 섭섭박사님
달콤한 사탕을 만드는 데 성공한 섭섭박사님

 

*출처 : 어린이과학동아 12호(2018. 6. 15 발행) '도전! 섭섭박사 실험실'  

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