용해, 확산, 분출의 정의와 교과서 서술에 대한 재고찰
Revisiting the Definitions and the Textbook Descriptions of Dissolution, Diffusion and Effusion
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초록
선행연구에 의하면 많은 중∙고등학교 학생들과 교사들이 용해와 확산, 확산과 분출을 잘 구분하지 못한다고 하므로 본 연구에서는 이 용어들의 정의로부터 각 개념들을 서로 구분하는 것이 가능한지 알아보고자 하였다. 이를 위해 현재 과학자들이 합의하고 있는 것으로 생각되는 용어의 정의를 IUPAC의 GoldBook과 대학 물리화학 교재로부터 조사하여 비교하였다. 그리고 현행 중∙고등학교 교과서 및 대학 일반화학 교재에 서술된 정의를 조사하여 학생들과 교사들이 혼란을 느낄 수 있는 문제점을 파악하고 그 개선점을 알아보고자 하였다. 그 결과 용해는 두 상이 혼합되어 하나의 상이 되는 것임에 비해 확산은 농도 차를 없애는 방향으로 물질이 이동하는 것이므로 서로 구분 가능하다고 생각된다. 그러나 중∙고등학교 교과서와 대학 일반화학 교재에서도 대부분 확산을 농도 차에 의한 것으로 명확하게 서술하지 않았는데 이를 강조해서 서술할 필요가 있다. 분출은 용기 벽면의 아주 작은 구멍을 통해 기체 입자가 충돌 없이 빠져나가는 것이므로 기체 확산과 분명히 구분되지만 고등학교 교과서에서 분출의 정의를 제시한 교과서는 거의 없었다.
Abstract
Previous studies showed that many secondary school students and teachers have difficulties in distinguishing the phenomena of dissolution and diffusion, as well as the phenomena of diffusion and effusion. In this study, currently accepted term definitions of dissolution, diffusion and effusion were searched from the IUPAC Gold Book and the physical chemistry textbooks, and the points to differentiate the definitions were sought. Also, the term definitions of these three phenomena in the secondary school text books and the college general chemistry textbooks were surveyed and compared to the currently accepted definitions. It was found that dissolution is formation of one new phase from mixing two phases, while diffusion is the migration of matter down from the concentration gradient. The "concentration gradient" is considered to be a key point to distinguish diffusion from the dissolution. However, the concentration gradient was not mentioned in the definitions of diffusion in most of the secondary school textbooks and the college general chemistry textbooks. Effusion is differentiated from diffusion by the gas molecules escaping from the container through a tiny hole without collision. The definition of effusion was not found in most of the secondary school textbooks.
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