프리스틀리가 들려주는 산소와 이산화탄소 이야기

양일호

저자 : 양일호
저자 양일호는 한국교원대학교 화학교육과를 졸업하고 동 대학교 대학원에서 과학교육학 박사학위를 취득한 후, 현재는 한국교원대학교 초등교육과 교수로 재직하면서 학생들을 가르치고 있습니다. 그동안 한국과학교육단체총연합회 이사, 한국초등과학교육학회 이사, 한국과학교육학회 이사 등을 역임했으며, 교육과학기술부 지정 초등과학교육연구센터의 센터장을 맡고 있습니다. 또한 2011년부터 학교에 보급될 초등학교 5, 6학년 과학 교과서 개발 책임을 맡아 수행했습니다. 주요 저서로는 《초등과학교육론》 《한 권으로 끝내는 교과서 실험관찰》 《한 권으로 끝내는 초등과학 자유탐구》 등이 있습니다.

첫 번째 수업.양초의 과학
두 번째 수업.탄산음료의 발명
세 번째 수업.산소와 이산화탄소 그리고 광합성
네 번째 수업.산소의 발견
다섯 번째 수업.수소 이야기
마지막 수업.여러 가지 기체의 발견
부록

산소와 이산화탄소를 발견한
기체 화학의 창시자, 프리스틀리가 들려주는
신기하고 재미있는 기체 이야기!

산소, 이산화탄소, 수소, 질소, 이산화질소…….
온갖 기체들에 대한 궁금증을 해소시켜 줄 기체 화학의 결정체!
오랫동안 많은 과학자들은 물질의 근원을 4원소설에 토대를 두고 궁리해 왔다. 그리스의 철학자인 엠페도클레스가 최초로 주장한 4원소설은 만물의 기본 요소는 흙, 물, 불, 공기 등 4가지로, 모든 물질은 이러한 4가지 원소들의 조합으로 이루어졌다는 것이다. 즉, 공기를 하나의 원소로 파악하여 순수한 물질이라고 생각했던 것이다. 오늘날 지구의 대기는 질소가 약 78%, 산소가 약 21% 그리고 나머지 1%는 이산화탄소를 비롯한 여러 기체들로 조성된 혼합물임을 누구나 잘 알고 있지만, 18세기만 하더라도 과학자들조차 이런 당연한 사실을 제대로 알지 못했다. 이때 끊임없는 호기심과 탐구심으로 공기의 의미를 알아낸 사람이 바로 프리스틀리다.
어려서 동생과 유리병에 곤충을 넣고 밀봉한 후, 얼마나 오랫동안 곤충들이 살 수 있는지 실험하였던 프리스틀리는 성인이 되어 어렸을 적에 한 실험들을 발전시켜서 산소와 이산화탄소를 발견하였다. 또한 그는 직접 기체를 모으는 장치를 개발하여 그밖에 이산화질소, 일산화이질소, 염화수소 등을 최초로 발견하였다. 그가 여러 기체를 발견하는 데 성공할 수 있었던 것은 “왜 그럴까?”라는 의문과 호기심에서 출발하여, 해답을 찾기 위해 끊임없이 반복한 실험 덕분이었다. 과학적 발견은 어느 한순간에 우연히 이루어지는 것이 아니라 열정을 가지고 끊임없이 과학적으로 사고하고 탐구하는 과정에서 이루어진다는 것을 프리스틀리를 통해서 알 수 있을 것이다.
《프리스틀리가 들려주는 산소와 이산화탄소 이야기》는 프리스틀리가 여러 가지 기체들을 발견하게 된 과학사적인 배경과 각 기체들의 특성과 성질을 독자들이 알기 쉽게 자세하게 설명하고 있다. 따라서 이 책을 통해 주위의 여러 기체들이 사람을 비롯한 동ㆍ식물에 어떻게 영향을 미치고, 어떻게 활용되는지 등 기체에 관한 과학적 지식을 올바르게 정립할 수 있을 것이다.

이 책의 구성 및 장점
– 눈에 보이지도 않고, 만질 수도 없는 여러 기체들의 특성과 성질에 대해 그 기체가 발견된 과학사적인 배경을 소개하고, 각종 실험 및 관찰 사실을 제시하여 누구나 알기 쉽게 설명하고 있다.
– 개정된 교육과정을 반영하여 각 수업마다 연관되는 교과연계표를 삽입하였다. 즉, 교과 공부에도 도움을 주도록 하였다.
– 각 수업마다 ‘만화로 본문 읽기’ 코너를 두어 각 수업에서 배운 내용을 한 번 더 쉽게 정리할 수 있게 하였다.
– 꼭 알아야 할 중요한 용어는 ‘과학자의 비밀노트’ 코너에서 보충 설명하여 독자들의 이해를 도왔다.
– ‘과학자 소개 ㆍ 과학 연대표 ㆍ 체크, 핵심 내용 ㆍ 이슈, 현대 과학 ㆍ 찾아보기’로 구성된 부록을 제공하여 독자에게 본문 주제와 관련한 다양한 정보를 제공하였다.

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추천사
이 책은 성직자였던 프리스틀리가 산소와 이산화탄소를 비롯하여 여러 기체들을 어떻게 발견하였는지 그 과정을 자세하게 설명하고 있다. 당시 많은 사람들이 믿었던 4원소설에 의하면 공기는 혼합물이 아니라 하나의 원소였다. 그러나 프리스틀리는 지칠 줄 모르는 탐구심과 호기심으로 끊임없이 실험을 반복하여 공기를 구성하는 여러 기체를 발견하게 된다. 이 책을 통해서 과학이란 일상생활에서 동떨어진 추상적인 것이 아니라 우리 주변에서 일어나는 자연 현상의 원리를 밝히는 것에서 출발한다는 사실을 알 수 있을 것이다.
경북대학교 사범대학교 교수, 김영신

최초로 탄산음료를 만든 사람, 최초로 고무지우개를 발명한 사람, 산소와 이산화탄소를 발견한 사람. 그 사람이 바로 프리스틀리다. 이 책은 프리스틀리가 이룬 많은 업적 중에서도 산소와 이산화탄소의 발견을 중심으로 여러 기체들의 특성과 성질을 독자들이 이해하기 쉽게 설명한다. 어렸을 때부터 실험하기를 좋아했던 프리스틀리는 결국 뛰어난 과학자가 되어 과학적인 사고와 다양한 실험을 기반으로 어렸을 때부터 품었던 의문을 하나씩 해결해 나간다. 장차 대한민국의 미래를 이끌어 갈 청소년들이 프리스틀리처럼 주변에서 벌어지는 과학적인 현상에 흥미와 호기심을 갖고, 다양한 과학적 경험을 축적하여 훌륭한 과학자가 될 꿈을 키우는 것이 이 책에서 얻을 수 있는 중요한 가르침이라고 할 수 있다.
전주교육대학교 과학과 교수, 채동현