화학전지 실험보고서

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목차

1. 실험목표

2. 이론 및 배경

3. 실험기구 및 시약
3.1 실험기구
3.2 시약

4. 실험방법 및 주의 사항
4.1 실험방법4.2 주의사항

5. 실험결과

6. 토의 및 고찰

본문내용

1. 실험목표
산화-환원반응을 이용한 전자 이동과 전지의 원리를 알아보며 전지의 전압을 측정하여 Faraday 상수를 구해본다.

2. 이론 및 배경
산화-환원 반응
물질 간의 전자 이동으로 산화와 환원 반응이 동시에 일어난다.
산화(oxidation): 어떤 원자가 전자를 잃는 반응
환원(reduction): 어떤 원자가 전자를 얻는 반응
환원제(reducing agent): 산화-환원 반응에서 전자를 내어 주는 것
산화제(oxidizing agent): 산화-환원 반응에서 전자를 받아들이는 것
산화전극: 전극에서 산화 반응이 일어나는 전극 – 이번실험에서 아연 반쪽 전지
환원전극: 환원반응이 일어나는 전극 – 이번 실험에서 구리 반쪽 전지

표준 수소 전극(standard hydrogen electrode, SHE)
표준 반쪽 전지는 수소 이온 농도가 1.0 M인 용액에 담근 백금 전극위에 1.0기압의 수소 기체를 접촉시켜서 만든 것을 말한다. 이 반쪽 전지를 표준 수소 전극이라고 한다.

<중 략>

Nernst식
표준 상태(25 °C, 모든 농도가 1 M, 혹은 1 기압)에서 벗어난 전지에서 발생하는 전지 전위를 계 산할 수 있는 식이다.

분극현상
볼타전지에서 전류가 흐르면 (+)극에서 수소 기체가 발생하고, 이 수소 기체가 환원 반응이 일어 나는 것을 막아 전류의 흐름을 방해해 전압이 떨어지는 현상이다. 이를 해결하기 위해서는 염다 리를 설치하거나 수소 기체를 없애기 위한 산화제를 첨가해야 한다.

염다리
전지에서 산화반응이 일어나는 반쪽전지와 환원반응이 일어나는 반쪽전지를 연결시키는 장치이다. 과량의 양이온과 음이온을 포함하고 있어서 양이온을 생성하는 산화 전극 쪽으로 염다리의 음이 온이 이동하고, 반대로 양이온이 소멸하는 환원 전극 쪽으로 염다리의 양이온이 이동하여 전기적 중성을 유지하도록 만들어 준다.

참고 자료

레이먼드 창의 일반화학 11판 (원저: Chemistry, Raymond Chang & Kenneth A. Goldsby, 11th ed.), 사이플러스
[네이버 지식백과] 염다리 [salt bridge] (두산백과 두피디아, 두산백과)
[네이버 지식백과] 산화환원반응 [oxidation-reduction reaction, 酸化還元反應] (두산백과 두피디아, 두산백과)
[네이버 지식백과] 갈바니 전지 [galvanic cell] (화학백과)
D.C. Harris, 분석화학 제9판, 강용철, 김영일, 문명희, 여인형, 이동수, 이승호, 정두수, 정혁 번역, 자유아카데미, 2017.
[네이버 지식백과] 질산아연 [窒酸亞鉛, zinc nitrate, Zinknitrat] (화학대사전, 2001. 5. 20., 세화 편집부)
[네이버 지식백과] 질산구리 [copper nitrate, 窒酸─] (두산백과 두피디아, 두산백과)
[네이버 지식백과] 이온화경향 [ionization tendency] (두산백과 두피디아, 두산백과)