아이와 집에 있는 주말, 심심해하는 아이를 보며 드라이아이스를 활용해 과학 놀이를 해보고 싶다면 이 글을 참고하면 됩니다. 드라이아이스의 승화 현상을 이용하면 집에서 쉽게 따라 할 수 있는 5가지 실험으로 30분을 순삭할 수 있습니다. 준비물도 간단하고, 아이들의 호기심도 채워줄 수 있습니다.
드라이아이스 실험, 준비물부터 안전 수칙까지
드라이아이스 실험을 시작하기 전에 필요한 준비물을 먼저 챙겨야 합니다. 대부분 집에 있는 물건들로 준비할 수 있습니다.
- 드라이아이스: 아이스크림 배달 시 동봉된 것 활용
- 비눗물: 주방세제와 물을 1:3 비율로 섞으면 됨
- 털실 또는 신발끈: 20-30cm 길이로 준비
- 테이크아웃 커피잔 또는 투명 컵
- 나무젓가락 또는 집게
- 놀이용 트레이: 책상이 더러워지는 것을 방지
드라이아이스는 반드시 맨손으로 만지면 안 됩니다. 영하 78.5도의 낮은 온도 때문에 동상에 걸릴 위험이 있습니다. 나무젓가락이나 집게를 이용해 다루고, 만약 손에 닿았을 경우 즉시 미지근한 물로 씻어야 합니다. 또한 드라이아이스가 승화하며 이산화탄소가 많이 발생하므로, 실험은 반드시 환기가 잘 되는 곳에서 진행해야 합니다.
실험 1 얼린 비눗방울 만들기
드라이아이스 위에 비눗방울을 올리면 얼어붙는 현상을 관찰할 수 있습니다. 비눗방울은 보통 금방 터져버리지만, 드라이아이스의 극저온 덕분에 잠시 형태를 유지합니다.
빨대 끝에 비눗방울을 살짝 불어 붙인 후, 드라이아이스 위에 가볍게 올려보세요. 완전히 얼기 전에 터지는 경우가 많지만, 터지고 난 후에도 달걀 껍질처럼 얼어붙은 비눗방울 조각이 남아 신기함을 더합니다. 성공하려면 비눗방울을 작게 불어 드라이아이스 조각 사이에 넣고, 위에서 다른 드라이아이스의 냉기가 닿도록 해보면 됩니다.
얼린 비눗방울을 나무젓가락으로 들어 올리면 바로 녹아내리는데, 그 모습도 아이들에게는 재미있는 관찰 대상이 됩니다.
실험 2 가스총으로 만드는 이산화탄소 비눗방울
드라이아이스가 물과 만나면 이산화탄소 기체가 엄청나게 발생합니다. 이 원리를 이용해 간단한 가스총을 만들어 보세요.
테이크아웃 커피잔에 드라이아이스를 넣고 물을 조금 부으면, 이산화탄소가 위로 올라오기 시작합니다. 이때 컵 입구에 비눗물을 묻힌 털실을 대고 스치면 얇은 비눗방울 막이 생깁니다. 발생하는 이산화탄소가 이 막을 밀어내면서 점점 부풀어 오릅니다.
처음에는 투명하게 보이다가 연기가 많이 올라올수록 하얗게 변하는 모습이 마치 UFO처럼 보입니다. 이 거품이 터질 때 하얀 연기가 퍼지는 모습도 아이들에게 큰 웃음을 줍니다.
실험 3 보글보글 마법 거품
비눗방울 막을 만드는 대신, 드라이아이스가 담긴 그릇에 비눗물을 직접 부어보세요. 이산화탄소 거품이 순식간에 부글부글 끓어오릅니다.
이 거품을 손가락으로 터뜨리면 하얀 연기가 피어오르는데, 아이들은 이 모습을 보고 마법사가 주문을 거는 것 같다며 좋아합니다. 거품이 쌓이면서 커다란 비눗방울이 생기기도 하는데, 그 안에 갇힌 이산화탄소 연기가 신비로운 분위기를 연출합니다.
이 실험은 드라이아이스의 양이 많을수록 더 큰 효과를 볼 수 있습니다. 다만 거품이 너무 많이 생겨 주변이 지저분해질 수 있으니, 트레이 위에서 하는 것이 좋습니다.
실험 4 물감으로 색깔 있는 연기 만들기
드라이아이스를 넣는 물에 물감을 타면 더 화려한 실험이 가능합니다. 물에 좋아하는 색깔의 물감을 풀고 드라이아이스를 넣으면, 올라오는 연기가 그 색깔을 띠는 것처럼 보입니다.
아이들은 이 연기를 보고 '마법의 물약'이라며 즐거워합니다. 같은 방법으로 비눗방울 막을 만들어 연기를 가두면 색깔 있는 거품이 부풀어 오릅니다. 이때 드라이아이스는 집게로 조심히 넣어야 안전합니다.
물감 대신 식용색소를 사용해도 좋고, 여러 가지 색을 준비해 번갈아 가며 실험해도 재미있습니다.
실험 5 승화 관찰하며 과학 원리 배우기
모든 실험의 시작은 드라이아이스의 승화 현상을 관찰하는 것입니다. 얼음은 녹으면 물이 되지만, 드라이아이스는 고체에서 바로 기체로 변하는 '승화' 현상이 일어납니다.
아이에게 "드라이아이스는 왜 물이 생기지 않고 연기만 날까?"라고 질문을 던져보세요. 아이가 직접 관찰하며 "고체가 기체로 변했다"고 말할 때까지 기다려주면 더 큰 학습 효과가 있습니다. 드라이아이스에 물을 부으면 승화 속도가 빨라지면서 연기가 더 많이 나는 것도 함께 관찰할 수 있습니다.
이 과정에서 이산화탄소가 무엇인지, 나무가 이산화탄소를 어떻게 사용하는지 등으로 자연스럽게 대화를 확장할 수 있습니다.
Q. 드라이아이스는 어디서 구할 수 있나요?
A. 아이스크림 전문점에서 아이스크림을 포장할 때 드라이아이스를 함께 넣어주는 경우가 많습니다. 별도로 구매하려면 아이스크림 할인 매장이나 일부 대형마트에서 취급하기도 합니다.
Q. 실험 후 남은 드라이아이스는 어떻게 처리하나요?
A. 남은 드라이아이스는 실온에 두면 자연스럽게 승화되어 사라집니다. 싱크대나 변기에 버리면 배관이 얼어 터질 위험이 있으니 절대 버리지 말고, 환기가 잘 되는 곳에 두고 기다리세요.
Q. 아이가 드라이아이스를 만져버렸어요. 어떻게 해야 하나요?
A. 즉시 미지근한 물(뜨거운 물은 절대 안 됨)에 해당 부위를 담그고, 동상 증상이 있다면 병원에 방문하세요. 실험 전에 아이에게 드라이아이스의 위험성을 충분히 알려주는 것이 가장 중요합니다.