사이플러스 분석화학실험_Coulometry를 이용한 Faraday Constant 결정

소개

분석화학실험 Coulometry를 이용한 Faraday Constant 결정에 대한 내용입니다.
충북대

목차

0. 요약
1. 서론
2. 실험과정
3. 결과 및 해석
4. 고찰 및 결론

본문내용

요약
이번 실험은 외부에서 전기 에너지를 공급하여 비자발적인 반응을 일으키는 전해 전지 실험을 통하여 전하량을 계산하고 패러데이 상수(F)를 직접 계산해보았다. 실험1에서는 Cu wire를 Cathode에 연결하고 Carbon rod는 Anode에 연결한 후 외부에서 전압을 걸어주었다. 이때 Cathode인 Cu wire에서 0.007g Cu(s)가 석출되었고, 패러데이 상수(F)를 계산한 결과 27,506C/mol이었다. 실험2에서는 실험1과 반대로 전극을 걸어주고 실험을 진행했다. 이때 Cathode인 Carbon rod에서 0.005g Cu(s)가 석출되었고, 패러데이 상수(F)를 계산한 결과 38,509C/mol이었다. 실험1과 실험2의 오차율은 각각 71.5%, 60.1%였다. 실험3에서는 실험2와 동일하게 전극을 걸어주고 담그는 용액을 CuSO4에서 KNO3로 바꾸고 실험을 진행했는데 Carbon rod에서 기포가 발생하고 Cu wire에서 파란색 수산화구리가 생성된 것을 확인할 수 있었다.
핵심어: Coulometry, Faraday constant, electrolytic cell, redox reaction, voltage

1. 서론
산화-환원 반응에서 발생된 전자가 전기 회로를 통하여 흐를 때, 전압과 전류를 측정하여 그 반응에 대해 무엇인가를 알 수 있다. 전류는 반응 속도에 비례하고, 전지 전압은 전기 화학 반응에 대한 자유 에너지 변화에 비례한다.
전하(q)는 쿨롱(Coulomb, C) 단위로 측정된다. 전자 한 개 또는 양성자의 전하 크기는 1.602x10-19C이며, 따라서 전자 또는 양성자 1 mol은 (1.602x10-19C)(6.022x1023 mol-1)= 9.649x 104C의 전하를 갖는다. 이 값을 Faraday 상수(패러데이 상수, F)라고 한다. 분자 한 개당 n개의 전하를 띤 화학종 N mol에 대해서 전하의 몰수는 nN이다. 예를 들면 Fe3+는 각 이온이 3 단위의 전하를 가지고 있기 때문에 n=3이다. 쿨롱으로 나타낸 전하는 분자당 단위 전하의 수 n은 차원이 없기 때문에 단위들이 맞는다.

참고자료

· 없음