염화 제2철 용액 사용해서 비스페놀A 검출 실험
안녕하세요 고2 학생입니다
학교에서 환경호르몬 관련 탐구를 하면서 비스페놀 A 검출 실험을 하기 위해서 페트병,영수증,플라스틱 뚜껑,라면 봉지 뭐 이런 환경호르몬이 추출된다고 나와있는 물질들 여러가지를 뜨거운 물로 가열하고 염화제2철 용액으로 검출하는 실험을 시도해봤는데 여러 번 해봐도 잘 안 되더라구요…어떻게 하면 실험을 성공할 수 있을까요?
안녕하세요. 질문자님. 이중철 과학기술전문가입니다.🙂
질문하신 내용 잘 읽어보았습니다.
직접 실험을 해보며 탐구하는 모습이 정말 멋지네요! 실험이 잘 안 되어서 답답하셨을 것 같습니다.
저의 풍부한 경험과 과학기술 전문지식을 바탕으로 명쾌하게 답변해 드릴게요! ✨
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1.질문의 요지:
염화 제2철(FeCl₃) 용액을 이용한 비스페놀 A(BPA) 검출 실험이 잘 되지 않는 원인과 성공적인 실험을 위한 구체적인 방법에 대해 궁금해하시는군요.
2.답변:
가장 중요한 점:
염화 제2철 용액은 페놀(Phenol)류 물질의 존재를 확인하는 시약이므로,
비스페놀 A(BPA)가 페트병이나 라면 봉지에서는 거의 검출되지 않기 때문에 실험이 실패한 것입니다.
3.구체적인 설명 및 근거:
이유:
염화 제2철(FeCl₃) 용액은 페놀기(-OH)를 가진 화합물과 반응하여 보라색, 파란색이나 청록색으로 변색되는 특성을 가지고 있습니다.
비스페놀 A는 화학적으로 페놀기를 가지고 있으므로 이 반응을 통해 검출할 수 있습니다.
하지만 현재 시중에 유통되는 제품들은 비스페놀 A를 사용하지 않거나 극소량만 포함하고 있어 검출이 어렵습니다.
3.(참고)실제 사례/대응방안 등:
① 실험 실패의 원인:
페트병: 페트병의 재질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이며, BPA를 거의 포함하고 있지 않습니다.
라면 봉지: 라면 봉지는 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE)으로 만들어지며, 이 또한 BPA와 관련이 없습니다.
플라스틱 뚜껑: 플라스틱 뚜껑은 PP나 PE 재질이 많아 BPA가 검출될 확률이 낮습니다.
영수증: 영수증은 과거에 BPA를 감열지로 사용했지만,
현재는 대부분 BPA를 사용하지 않는 다른 성분(BPS 등)으로 대체되었습니다.
따라서 영수증에서도 검출이 어려울 수 있습니다.
② 실험 성공을 위한 방법:
BPA가 실제로 다량 들어 있는 물질 사용:
BPA가 포함되어 있을 가능성이 높은 오래된 플라스틱 제품(예: 2010년대 이전 생산된 딱딱한 플라스틱 용기, 일부 유아용 젖병, 컵 등)을 구해서 실험하는 것이 가장 확실한 방법입니다.
페놀 용액 사용:
실험 원리를 명확히 확인하기 위해 페놀 용액을 직접 준비하여 염화 제2철 용액과 반응시켜 보는 것이 좋습니다.
소량의 페놀 용액만으로도 즉시 보라색 계열 색상으로 변하는 것을 관찰할 수 있습니다.
이는 실험의 원리를 이해하는 데 큰 도움이 됩니다.
실험 환경 조절:
시료를 가열할 때 충분한 양을 사용하고, 뜨거운 물에 20분 이상 담가두는 등 추출 시간을 충분히 확보해야 합니다. 추출액을 소량의 염화 제2철 용액에 떨어뜨려 반응을 관찰하는 것이 효과적입니다.
4.기타 참고사항(✨혼동 대비 정리✨)
(화학용어 설명)
- 철(II):
제일철(ferrous, 제1철) 또는 "철(II)"이라고 하며, 철의 산화상태 중 산화수가 +2인 상태, 즉 Fe2+를 말합니다.
- 철(III):
산화수가 +3인 Fe3+은 제이철(ferric, 제2철) 또는 철(III)이라 한다.
다만, 국제순수응용화학연합(IUPAC)에서 "철(II)", "철(III)"과 같은 괄호 속 로마숫자 표기를 진흥하기로 결정함에 따라 제일철-제이철 사용사례는 오늘날에는 공식적으로 잘 쓰지 않는 것이 권장됩니다.
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궁금증이 조금이라도 해소되셨기를 바랍니다.
이상, 이중철 과학기술전문가였습니다.🙂
감사합니다.