전기분해

목차

1. 실험원리
2. 실험목적
3. 실험시약 및 도구
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험원리

⑴ 전기 분해

갈바니 전지에서는 산화·환원 반응이 자발적으로 진행될 때 전류가 흐른다. 비슷한 장치인 전해 전지는 전기 에너지를 사용하여 화학 변화를 진행시킨다. 전기 분해 과정에서는 전지를 통하여 전류가 흐르게 함으로써 전지 전위가 음인 화학 반응이 일어나도록 한다. 즉, 전기적인 일을 써서 비자발적인 화학 반응이 일어나도록 하는 것이다. 전기분해시에 (-)극에서는 (+)이온이 환원되고, (+)극에서는 (-)이온이 산화된다. 전기 분해는 실제적으로 아주 중요하다. 배터리를 충전하는 것, 알루미늄을 생산하는 것과 같은 일련의 과정들은 모두 전기 분해에 의해 행해지는 것이다.
먼저 전기 분해 과정에 관한 화학양론, 즉, 주어진 양의 전류가 일정시간동안 흐를 때 화학 반응이 얼마나 일어나는가에 관해 생각해보자. 10.0A의 전류를 용액을 통하여 30분간 흘릴 때 도금되는 구리의 질량을 계산해보고 싶다고 할 때, 용액 중의 금속 이온을 환원시켜 전극 표면에 중성 금속을 석출시키는 것이 도금을 의미한다. 각 이온은 두 개의 전자를 받아 구리 금속 원자가 된다.
이 환원 과정은 전해 전지의 환원 전극에서 발생한다. 위 화학량론 문제를 풀기 위해서는 다음의 단계들을 거치면 된다.

① 전류와 시간

1A는 매초 당 흐른 1C의 전하이므로 환원 전극으로부터 용액에 흐른 전하의 총 C수는 전류에 초 수를 곱해야 된다.

<중략>

⑵ 황산구리 수용액의 전기 분해

황산구리 수용액은 대부분 물속에서 이온화 되어 구리이온과 황산이온이 된다. 이를 전기분해 하면 (+)극 주위에는 황산이온이 산화되지 않고 이온화 경향이 더 큰 물이 대신 산화된다. 황산이온 외에도 플루오린 이온, 탄산 이온, 질산 이온, 인산 이온등의 음이온도 물보다 산화되기 어렵다. (-)극 주위에는 구리이온이 환원되어 붉은 구리가 석출된다.

참고 자료

대학화학실험법, p221 ~ p222
doopedia, 두산백과, 전기분해 문서
네이버 지식백과, 페러데이의 법칙 문서