KR200416833Y1

KR200416833Y1 - 학습용 전기영동장치

Info

Publication number: KR200416833Y1
Application number: KR2020060005975U
Authority: KR
Inventors: 최정훈
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2006-05-23

Abstract

본 고안은 학습용 전기영동장치에 관한 것으로서, 간단한 구조로 구성되어 쉽게 구비할 수 있고, 어린이들이 전기영동 실험을 손쉽게 수행할 수 있도록 함으로써, 분자, 원자, 이온, 전기영동에 대하여 잘 이해할 수 있도록 하는 학습용 전기영동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 학습용 전기영동장치는, 바닥판(10)과; 상기 바닥판의 상면에 하단이 고정되는 한 쌍의 수직판(31, 31) 및 상기 수직판들의 상면을 연결하고 한 쌍의 삽입구멍(34, 34)이 상하로 관통하여 형성된 수평판(33)을 가지는 지지틀(30)과; 상기 수평판의 하부와 대응하는 바닥판의 상면에 부착되는 솜(40)과; 상기 삽입구멍들을 관통하여 하단이 상기 솜에 삽입되는 양극 연필심(50) 및 음극 연필심(51)과; 상기 바닥판의 상면에 고정되어, 상기 양극 연필심 및 음극 연필심과 선택적으로 접속되는 건전지(60);를 포함하여 이루어진다. 상기 바닥판(10)의 상면중 상기 지지틀(30)과 인접한 부분에, 눈금(21)과 거리(22)가 표시된 스티커 자(20)가 부착될 수 있다.

학습, 전기영동, 이온, 수용액, 건전지, 통전, 양극, 음극, 연필심

Description

학습용 전기영동장치 {ELECTROPHORESIS APPARATUS FOR STUDY}

도 1은 본 고안에 따른 학습용 전기영동장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1의 우측면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 학습용 전기영동장치를 나타내는 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 바닥판, 20 : 스티커 자,

21 : 눈금, 22 : 거리,

30 : 지지틀, 31 : 수직판,

33 : 수평판, 34 : 삽입구멍,

40 : 솜, 50 : 양극 연필심,

51 : 음극 연필심, 60 : 건전지.

본 고안은 학습용 전기영동장치에 관한 것으로서, 특히 간단한 구조로 구성되어 쉽게 구비할 수 있고, 어린이들이 전기영동 실험을 손쉽게 수행할 수 있도록 함으로써, 분자, 원자, 이온, 전기영동에 대하여 잘 이해할 수 있도록 하는 학습용 전기영동장치에 관한 것이다.

전기영동은 콜로이드 입자가 전기를 띠고 있기 때문에 생기는 현상으로, 전기장 안에서 하전된 입자가 반대 극성으로 이동하는 현상을 말한다. 이 때 이동하는 속도는 입자의 전하량, 크기와 모양, 용액의 산도(pH)와 점도, 용액에 있는 다른 전해질의 농도와 이온의 세기, 지지체의 종류 등 여러 가지 요인에 의해 결정된다.

이러한 전기영동법은 콜로이드 용액에 분산된 콜로이드, 예컨대 아미노산, 뉴클레오티드, 단백질 등과 같은 하전된 물질들을 분리하거나 분석하는데 매우 효과적인 수단으로 이용된다. 예컨대, 소금분자는 나트륨 원자와 염소 원자가 이온결합하여 이루어지며, 이 소금을 물에 녹이면 나트륨 양이온과 염소 음이온이 자유롭게 이동하면서 통전가능한 상태가 되고, 이 소금물에 양극 및 음극을 연결하여 통전시키면, 나트륨 양이온은 음극으로 이동하고, 염소 음이온은 양극으로 이동한다. 또한, 단백질은 (-)성질을 가지고 있으므로, 양극으로 이동한다.

그런데, 전기영동 실험을 하기 위하여 제안된 일반적인 전기영동장치들은 고가의 장비로 복잡하게 구성되어 있으므로, 초등학교와 같은 기초교육현장에서 전기영동장치를 구비하기 어렵고, 이에 따라 분자, 원자, 이온, 전기영동 등의 개념에 대하여 어린 학생들의 이해를 돕기 위해 학교의 실험실에서 간단하게 실험하는데 종래 전기영동장치들을 적용하기란 어렵다. 이 때문에, 어린 학생들에게 분자, 원자, 이온, 전기영동 등의 개념을 이해시키는데, 교육현장에서 큰 어려움이 따르고 있다.

본 고안은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 간단한 구조로 구성되어 쉽게 구비할 수 있고, 어린이들이 전기영동 실험을 손쉽게 수행할 수 있도록 함으로써, 분자, 원자, 이온, 전기영동에 대하여 잘 이해할 수 있도록 하는 학습용 전기영동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 학습용 전기영동장치는, 바닥판과; 상기 바닥판의 상면에 하단이 고정되는 한 쌍의 수직판 및 상기 수직판들의 상면을 연결하고 한 쌍의 삽입구멍이 상하로 관통하여 형성된 수평판을 가지는 지지틀과; 상기 수평판의 하부와 대응하는 바닥판의 상면에 부착되는 솜과; 상기 삽입구멍들을 관통하여 하단이 상기 솜에 삽입되는 양극 연필심 및 음극 연필심과; 상기 바닥판의 상면에 고정되어, 상기 양극 연필심 및 음극 연필심과 선택적으로 접속되는 건전지;를 포함하여 이루어진다.

본 고안에 따르면, 상기 바닥판의 상면중 상기 지지틀과 인접한 부분에, 눈금과 거리가 표시된 스티커 자가 부착되는 것이 바람직하다.

본 고안의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미 와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1 내지 도 3에는 본 고안에 따른 학습용 전기영동장치가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 학습용 전기영동장치는, 바닥판(10)과, 지지틀(30)과, 솜(40)과, 양극 연필심(50)과, 음극 연필심(51)과, 그리고 건전지(60)를포함하여 이루어진다.

상기 바닥판(10)은 예컨대, 우드락 소재로 이루어질 수 있다. 상기 바닥판(10) 상면에는 스티커 자(20)가 부착될 수 있다. 예컨대, 상기 스티커 자(20)는 상기 바닥판(10)의 상면중 한 쪽 끝에 부착되는 것이 바람직하다. 상기 스티커 자(20)에는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 눈금(21)과 거리(22)가 표시되어 있는데, 예컨대 가운데 위치의 0을 중심으로, 각각 그 양쪽으로 3cm씩의 눈금(21)이 표시될 수 있다.

상기 지지틀(30)은 상기 스티커 자(20)와 인접하는 바닥판(10)의 상면에 설치되는 것으로서, 하단이 바닥판(10)의 상면에 고정되는 한 쌍의 수직판(31, 31) 및 상기 수직판(31)들의 상면을 연결하고 한 쌍의 삽입구멍(34, 34)이 상하로 관통하여 형성된 수평판(33)을 가지고 있다.

상기 수평판(33)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 그 양단부 저면에 부착되는 양면접착테이프(35)들에 의하여 상기 수직판(31)들의 상면을 연결할 수 있다.

상기 수직판(31)들 사이의 거리(22)는 예컨대, 6cm인 것이 바람직하며, 상기 삽입구멍(34)들 사이의 거리(22)는 예컨대, 3cm인 것이 바람직하다. 또한, 상기 지 지틀(30) 역시 우드락 소재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 각 수직판(31)은 예컨대, 양면접착테이프(32)에 의하여 바닥판(10)의 상면에 각각 부착되고, 이 경우에, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 양면접착테이프(32)들의 일부분이 상기 수직판(31)들의 안쪽 위치로 돌출되도록 양면접착테이스(32)가 바닥판(10)의 상면 양쪽에 각각 부착되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 수직판(31)들의 안쪽으로 돌출된 양면접착테이프(32)들 부분에 걸쳐, 도 3에 도시된 바와 같이, 솜(40)의 양단부 저면이 각각 부착됨으로써, 상기 수평판(33)과 대응하는 바닥판(10)의 상면에 솜(40)이 고정될 수 있다. 즉, 상기 양면접착테이프(32)들은 지지틀(40)을 바닥판(10)에 고정시키는 동시에, 솜(40)도 바닥판(10)에 고정시키는 기능을 하게 된다.

상기 양극 연필심(50)과 음극 연필심(51)은, 상기 삽입구멍(34)들을 관통하여 그 하단이 상기 솜(40)에 삽입되도록 설치된다. 따라서, 양극 연필심(50)과 음극 연필심(51) 사이의 거리는 삽입구멍(34)들 사이의 거리와 동일하다.

상기 건전지(60)는 상기 양극 연필심(50)과 음극 연필심(51)을 통전시키기 위한 것으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 바닥판(10)의 상면의 적절한 위치에 예컨대, 양면접착테이프(61)에 의하여 고정될 수 있다. 상기 건전지(60)로 9V짜리 건전지가 적용될 수 있다.

상기 건전지(60)의 양극과 음극은 도 1에 도시된 바와 같이, 집게 전선(70)에 의하여 상기 양극 연필심(50)과 음극 연필심(51)과 접속된다. 상기 집게 전선(70)은, 상기 양극 연필심(50)과 음극 연필심(51)에 착탈가능하게 접속되는 한 쌍 의 집게(71, 71)와, 건전지(60)의 양극 및 음극에 착탈가능하게 접속되는 스냅(72)과, 그리고 상기 집게(71)들과 상기 스냅(72)을 접속하는 전선(73)을 포함하여 이루어질 수 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 학습용 전기영동장치의 작용에 대하여 설명한다.

건전지(60)와, 양극 연필심(50) 및 음극 연필심(51)을 서로 접속시키지 않은 상태에서, 어린이들이 손쉽게 전기영동 실험을 할 수 있도록 가장 쉽게 얻을 수 있는 소금물(미도시)을 준비하고, 이 소금물을 스포이드를 이용하여 솜(40)에 골고루 묻혀준다.

그리고, 상기 솜(40) 중에서 스티커 자(20)의 눈금(21) 0에 해당하는 위치(즉, 스티커 자(20)의 중앙과 대응하는 부분)에, 진한 보라색이 나타날 때까지 과망간산칼륨 수용액(80)(도 1 참조)을 찍는다. 이 경우에, 이쑤시개를 이용하여 과망간산칼륨 수용액(80)을 솜(40)에 찍을 수 있다.

다음에, 건전지(60)와, 양극 연필심(50) 및 음극 연필심(51)을 집게 전선(70)으로 접속시키고, 전기영동현상을 관찰하면, 소금물에 젖은 솜(40)에서 나트륨 양이온과 염소 음이온이 자유롭게 이동하면서 통전되고, 솜(40)에 찍힌 과망간산칼륨 수용액(80)은 보라색의 색상이 흐려지면서, 칼륨 양이온과 과망간산 음이온이 자유롭게 이동하면서 통전되며, 시간이 경과함에 따라, 나트륨 양이온과 칼륨 양이온은 음극 연필심(51) 쪽으로 이동하고, 염소 음이온과 과망간산 음이온은 양극 연필심(50) 쪽으로 이동하는 것을 알 수 있다.

이러한 전기영동 실험은 비단 소금물 뿐만 아니라, 주위에서 흔히 구할 수 있는 설탕물 등 다양한 시료를 준비하여 수행할 수 있고, 이러한 실험을 통하여, 어린이들이 분자, 원자, 이온, 이온결합, 전기영동 등의 개념을 손쉽게 이해할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 학습용 전기영동장치에 의하면, 간단한 구조로 구성되어 쉽게 구비할 수 있을 뿐만 아니라, 어린이들이 직접 전기영동장치를 제작할 수 있으므로, 전기영동 실험을 함에 있어서 더욱 흥미를 가지고 실험을 할 수 있고, 학교나 집 등 장소에 구애받지 않고 전기영동 실험을 할 수 있다.

또한, 어린이들이 주위에서 흔히 구할 수 있는 시료로 전기영동 실험을 손쉽게 수행할 수 있도록 함으로써, 어린이들이 분자, 원자, 이온, 전기영동에 대하여 잘 이해할 수 있으므로, 화학에 대한 기초적인 학습 효과를 향상시킬 수 있다.

Claims

바닥판(10)과;

상기 바닥판의 상면에 하단이 고정되는 한 쌍의 수직판(31, 31) 및 상기 수직판들의 상면을 연결하고 한 쌍의 삽입구멍(34, 34)이 상하로 관통하여 형성된 수평판(33)을 가지는 지지틀(30)과;

상기 수평판의 하부와 대응하는 바닥판의 상면에 부착되는 솜(40)과;

상기 삽입구멍들을 관통하여 하단이 상기 솜에 삽입되는 양극 연필심(50) 및 음극 연필심(51)과;

상기 바닥판의 상면에 고정되어, 상기 양극 연필심 및 음극 연필심과 선택적으로 접속되는 건전지(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 학습용 전기영동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 바닥판(10)의 상면중 상기 지지틀(30)과 인접한 부분에, 눈금(21)과 거리(22)가 표시된 스티커 자(20)가 부착되는 것을 특징으로 하는 학습용 전기영동장치.