화학전지와 열역학

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2021.03.27
최종 저작일
2020.09
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목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목 : 화학전지와 열역학

2. 실험 목적 : 산화-환원 반응을 이용한 갈바니전지를 만들어 보고 이를 통해 실생활에 이는 전지에 대해 이해하자

3. 실험 이론

(1) 산화-환원반응
물질 간의 전자이동으로 산화와 환원 반응은 동시에 일어난다. 전자를 잃은 쪽은 산화수가 증가하고 산화되며, 전자를 얻은 쪽은 산화수가 줄어들고 환원된다. 이 때 잃은 전자 수와 얻은 전자 수는 항상 같다.

(2) 화학전지(원리 및 종류)
화학전지란 산화-환원반응을 통해 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치이다.
원리 : 이온화 경향이 서로 다른 두 금속을 전해질 용액 속에 넣고 도선으로 연결하는데 산화-환원반응으로 인해 기전력이 생겨 전자가 도선을 따라 이동하게 된다. 전자는 이온화 경향이 큰 금속에서 작은 금속으로 이동한다.
종류 : ① 갈바니전지 : 자발적인 산화-환원반응에 의해 전기가 발생하는 전지이다. 작용물질의 화학변화가 끝나면 수명이 다하여 재생할 수 없어 1차 전지라고도 한다. 대표적으로 건전지가 있다.
② 전해전지 : 외부 전기에 의해 비자발적인 산화-환원반응이 일어나도록 만든 전지로 작용물질이 변화한 후에도 충전을 하면 재생이 되어 다시 사용할 수 있다. 대표적으로 니카드전지, 리튬-이온전지, 납축전지 등이 있다.

(3) 이온화 경향
K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au
(큼) (작음)

(4) 표준수소전극
수용액 중의 H+ 농도가 1M이고 수소 기체의 압력이 1기압인 수소 전극으로, 표준환원 전위값을 0.00V로 정한다.

(5) 표준환원전위
표준수소전극과 비교하여 전자를 받아들이는 정도를 정량적으로 나타낸 값으로 (+)이면 수소이온보다 환원되기 쉽고, (-)이면 수소이온보다 환원되기 어렵다는 것을 나타낸다.

참고 자료

이지영. “다니엘 전지에서 염다리의 역할에 대한 연구.” 국내석사학위논문 전남대학교, 2018. 광주, p.19~40
김연미. “갈바니 전지와 전해 전지 관련 개념에 대한 예비화학교사들의 개념 유형 분석.” 국내석사학위논문 전남대학교 교육대학원, 2007. 광주, p.25~50
특성화고 고등학교 화학공업과 학생을 위한 화학전지 관련 STS 교수-학습자료 개발
-신서우-p5~10
안전보건공간 화학물질정보, http://msds.kosha.or.kr/, 황산아연, 황산구리 오수화물,
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