화학전지를 이용한 전압 측정 [예비보고서]

소개글

화공실험2 - 화학전지를 이용한 전압 측정
[예비보고서]

목차

[1] 실험목적
[2] 이론
[3] 실험 방법
[4] 실험 장치 및 안정성

본문내용

[1] 실험목적
전기화학 반응의 산화, 환원 반응을 이해한다. 화학전지로 측정한 전압과 Nernst 방정식을 구한 전압을 비교한다.



[2] 이 론
1. 전기화학
전기화학은 화학 반응에 의하여 형성되는 전기에 따른 화학 변화를 다룬다. 도금, 부식, 전지에서 보여주는 현상은 모두 전기화학에 관련된 것이다. 본 실험에서는 전기화학 반응을 통하여 화학 반응을 배우며, 전자 이동에 따라 이루어지는 산화-환원 반응을 알 수 있다.이러한 화학 반응이 일어나는 시스템을 전지(cell)라 하며, 전류는 전극(electrode)을 통하여 출입한다.
전류는 전하의 전달을 말하며 금속, 액체 전해질을 통해 일어난다. 금속 전도(metallic conduction)는 금속 원자의 위치는 고정되어 있고 전자의 움직임으로 일어난다. 한편 이온성(ionic) 또는 전해질성(electroytic) 전도는 용액상의 이온의 움직임으로 전하가 이동된다. 양전하를 띤 이온은 음전극으로 이동하며, 음전하를 띤 이온은 양전극으로 이동한다. 전해(전기 분해) 전지에서는 이온 및 금속 전도가 함께 일어난다.
전극은 산화와 환원 반쪽 반응(half-reaction)이 일어나는 표현이며, 다음과 같이 정의된다. 음극(cathode)은 양이온들이 전자를 받아들여 환원되는 전극이며, 양극(anode)은 음이온들이 전자를 잃어버려 산화되는 전극이다.
전기에너지를 가하여 비자발적인 화학 반응이 일어나게 하는 반응을 전기 분해(electrosis)라 한다. 전해질 전지는 반응 물질과 반응 물질에 담긴 직류 전원과 연결된 전극으로 구성되어 있다. 첨가 전극은 종종 그 전극들이 반응하지 않게 하기 위해 사용되곤 한다.
2. 아연-구리 전지
금속 구리 막대가 1 M의 CuSO4 용액에 담겨진 반쪽 전지와 금속 아연 막대가 1M의 ZnSO4 용액에 담긴 전지가 Fig. 1에 나타나 있고, 이러한 것을 다니엘 전지(daniel cell)라 하며, 아래와 같은 것들이 관찰된다.
초기 전압 : 1.100 Volt.

참고 자료

대학화학교재연구회 옮김, 일반화학, 사이플러스(2006).
서정목 외 6명, 화학공학실험, 공주대학교 출판부(2005).