화학전지와 열역학 결과보고서

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 실험이론
3. 실험방법
4. 실험결과
5. 결론 및 고찰
6. 사용기호
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
산화-환원 반응을 이용한 다니엘 전지를 만들어보고 이를 통해 실생활에 쓰이는 전지에 대해 이해하자.
2. 실험이론
(1) 산화-환원 반응[1]
산화-환원 반응(oxidation-reduction reaction 또는 redox reaction)은 한 반응물들 간의 실제 또는 형식적인 전자 이동이 일어나는 반응을 말한다. 분자, 원자 또는 이온이 산소를 얻거나 수소 또는 전자를 잃는 것을 산화라고 하며, 반대로 분자, 원자 또는 이온이 산소를 잃거나 수소 또는 전자를 얻는 것을 환원이라 말한다.
(2) 금속의 이온화 경향[2]
이온화 경향이란, 용액 속(주로 수용액 속)에서 금속의 이온이 되기 쉬움을 나타낸 것이다.
용액 속에 있는 홑원소 물질(금속)과 다른 원소의 이온이 존재할 때, 양쪽 사이에서 산화-환원 반응이 일면서 홑원소 물질은 전자를 잃고 산화되어 이온화 되는 데 비해 다른 한 쪽은 환원되어서 홑원소로 석출된다. 전자를 잃고 산화된 원소 쪽이 이온화 경향이 크다고 말할 수 있다.
이온화 경향이 큰 금속부터 차례대로 나열하면 다음과 같다.
칼륨(K) > 칼슘(Ca) > 나트륨(Na) > 마그네슘(Mg) > 알루미늄(Al) > 아연(Zn) > 철(Fe) > 니켈(Ni) > 주석(Sn) > 납(Pb) > 수소(H) > 구리(Cu) > 수은(Hg) > 은(Ag) > 백금(Pt) >금(Au)
(3) 화학 전지[3]
산화-환원 반응으로 전기를 만들어 내는 장치를 화학 전지라고 한다.
이온화 경향이 커서 산화가 일어나는 전극을 산화 전극(anode)이라고 하고, 이온화 경향이 작아서 환원이 일어나는 전극을 환원 전극(cathode)이라고 한다. 산화 전극과 환원 전극의 반쪽 반응을 더해야 전체 반응이 된다.
결과적으로 도선을 통해 전류가 흐른다. 전자는 용액 안에서 이동하지 않는다. 금속 도선은 물보다 훨씬 좋은 도체이기 때문이다.
① 볼타 전지[4]
아연(Zn) 막대와 구리(Cu) 막대가 H2SO4 용액에 담겨있고 두 금속 막대가 도선으로 연결되어 있는 구성을 가진다.

참고자료

· Adam Brideman 외 5명, <Chemistry core concepts 1th edition ; 핵심 개념화학 1판>, 자유아카데미(2018년), p508(산화-환원 반응)
· Jill K.Robinson 외 2명, <Chemistry 8th edition; 핵심 일반화학 8판>,자유아카데미(2020년), p114~p115(금속 원소의 활동도 서열)
· Jill K.Robinson 외 2명, <Chemistry 8th edition; 핵심 일반화학 8판>,자유아카데미(2020년), p587(화학 전지)
· Wikipedia, “Galvanic cell”, Galvanic cell - Wikipedia (2022-09-30)
· Jill K.Robinson 외 2명, <Chemistry 8th edition; 핵심 일반화학 8판>,자유아카데미(2020년), p589(다니엘 전지)
· Daniel C. Harris, <Quantitative Chemical Analysis 9th edition ; 분석화학, 제9판>,자유아카데미(2017년), p341(염 다리를 사용하는 이유)
· Nivaldo J. tro, <Principles of Chemistry 4th edition ; 일반화학의 이해 4판 >,(주)라이프사이언스(2021년), p906~907(표준 수소전극)
· Peter Atkins 외 2명, <Atkins’ Physical Chemistry 11th edition ; 물리화학 11판>, 교보문고(2020년), p97(표준 몰 깁스 에너지)
· Jill K.Robinson 외 2명, <Chemistry 8th edition; 핵심 일반화학 8판>,자유아카데미(2020년), p595(전지 반응의 전지 전위와 자유 에너지 변화)
· Nivaldo J. tro, <Principles of Chemistry 4th edition ; 일반화학의 이해 4판 >,(주)라이프사이언스(2021년), p917~918(Nernst Equation)
· Wikipedia, “Zinc sulfate”, Zinc sulfate - Wikipedia (2022-09-27)
· Wikipedia, “Iron (II) Sulfate”, Iron(II) sulfate - Wikipedia (2022-09-27)
· Wikipedia,” Copper (II) Sulfate”, Copper(II) sulfate - Wikipedia (2022-09-27)
· Wikipedia, “Zinc”, Zinc - Wikipedia (2022-09-30)
· Wikipedia, “Iron”, Iron - Wikipedia (2022-09-30)
· Wikipedia, “Copper”, Copper - Wikipedia (2022-09-30)
· 대학 화학 교재 연구회, <최신분석화학 개정판>, 동화기술(2019년), p354~p355(부록-표준전극전위)
· Daniel C. Harris, <Quantitative Chemical Analysis 9th edition ; 분석화학, 제9판>,자유아카데미(2017년), p29(전자 저울)
· Wikipedia, “Salt bridge”, Salt bridge - Wikipedia,(2022-09-27)
· Wikipedia, “magnetic stirrer”, Magnetic stirrer - Wikipedia (2022-09-30)
· Wikipedia, “Multimeter”, Multimeter - Wikipedia (2022-09-30)