전기화학 화학전지 제작, 다니엘 전지 제작

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실험 시 주의사항
5. 실험 방법
6. 실험 결과
7. 고찰
8. 참고문헌

본문내용

전지는 화학 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 장치인데, 전자의 이동이 수반되는 산화·환원반응을 이용한 것이다. 산화는 전자를 내어 주는 반응이고 환원은 전자를 얻는 반응이므로, 전자는 산화되는 물질에서 환원되는 물질로 이동한다. 이때 전자가 도선을 통해 이동하게 하면 이 도선에 전기 에너지를 필요로 하는 기기를 연결하여 외부에서 전기 에너지를 꺼내 쓸 수 있다. 전지 중 그 원리를 가장 쉽게 이해할 수 있는 것은 황산염의 전해질 용액에 아연 전극과 구리 전극을 담그고 두 전극을 도선으로 연결해 만든 다니엘 전지이다. 다니엘 전지가 나타내는 전압은 25oC에서 전해질의 농도가 각각 1M이었을 때 1.10V이다. 이것은 아연이 구리보다 전자를 내어놓는 세기가 1.10V만큼 크기 때문에 나타나는 것이다. 한편 다니엘 전지에서 아연 전극을 표준 수소 전극으로 바꾸어 전지를 꾸미고 이 전지가 나타내는 전위차를 측정하면 +0.337V의 값을 얻는다. 수소가 전자를 내어놓는 세기가 구리보다 0.337V만큼 크기 때문이다. 이렇게 전지의 전압은 산화되는 반쪽 전지와 환원되는 반쪽 전지를 어느 것으로 하는가에 따라 달라지는데, 산화되는 반쪽 전지를 표준 수소 전극으로 하고 여기에 환원되는 반쪽 전지를 연결하여 꾸민 전지가 나타내는 전위를 표준 환원 전위라 하고 기호 Eo로 나타낸다. 이 때 표준 환원 전위를 제시하는 조건도 정해져 있는데 그 조건은 온도 25oC, 전해질 농도 1M, 기체인 경우 압력이 1기압이다.

<중 략>

영국의 화학자인 다니엘이 1836년에 발명한 1차 전지로서, 아연판을 황산아연 수용액에, 구리판을 황산구리 수용액에 담그고 두 용액을 염다리로 연결한 전지이다. 두 전극을 별도의 전해질 용액에 담그고 염다리로 연결하는 것은 분극 현상이 일어나는 것을 방지하기 위함이다. 다니엘 전지의 아연판에서는 아연이 아연 이온으로 산화되므로 질량이 감소하고, 구리판에서는 구리 이온이 구리로 환원되므로 질량이 증가한다.

참고 자료

다니엘전지 Basic 고교생을 위한 화학 용어사전, 서인호, 2002. 9. 30., (주)신원문화사
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=945028&cid=47337&categoryId=47337
[네이버 지식백과] 표준환원전위 [standard reduction potential, 標準還元電位] (두산백과)
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1275830&cid=40942&categoryId=32257
[네이버 지식백과] 표준전극전위 [standard electrode potential, 標準電極電位] (두산백과)
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1276146&cid=40942&categoryId=32251