[A+] 서강대 일반화학실험2 화학 전지 예비+결과 레포트

소개글

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목차

1. Purpose
2. Theory
3. Apparatus & Chemicals
4. Procedure
5. Result
6. Discussion

본문내용

1. Purpose
1) 화학전지
- 자발적으로 화합물 사이에 전자 이동이 일어나는 반응을 통해 전기 에너지를 얻는 화학 전지의 원리를 알아보며, 몇몇 금속 이온의 전기화학적 서열을 확인해본다.
2) 전기 분해와 전기 도금
- 전기 에너지를 통해 일어나는 화학 반응을 알아본다.
2. Theory
- 산화-환원 반응은 물질 사이에 전자가 이동하는 반응이며 두 반응은 동시에 일어난다. 산화수는 산화-환원 반응에서 전자의 이동을 설명하는 개념으로, 반응이 완결되었을 때, 물질에서 특정 원자가 가지는 전하의 수를 말한다. 산화 반응은 물질이 전자를 잃어버리는 반응을 말하며 산화수는 증가한다. 환원 반응은 전자를 얻는 반응을 말하며 산화수는 감소한다. 산화수는 원자의 전하량과는 다른 개념이며, 전기음성도의 차이에 의해 영향을 받는다. 일반적으로 전기음성도가 클수록 산화-환원 반응에서 산화수가 감소하여 환원된다. 산화-환원 반응의 대표적인 예로는 화학전지를 들 수 있다. 다니엘 전지는 1836년 영국의 J.F.다니엘이 발명한 1차 전지로, ZnSO4 용액에 넣은 Zn(s)이 음극, CuSO4 용액에 넣은 Cu(s)가 양극이 되며, 아연은 산화하고, 구리는 환원하여 전류가 흐르는 전지이다. 산화-환원 반응은 다음과 같다.

Zn은 산화수가 0에서 +2로 증가하여 산화되었고, Cu2+는 산화수가 +2에서 0으로 감소하여 환원되었다. 자신은 산화되며 다른 물질을 환원시키는 물질을 환원제, 자신은 환원되며 다른 물질을 산화시키는 물질을 산화제라고 하며, Zn은 환원제, Cu2+는 산화제로 작용했다. 한편, 표준전극전위를 이용하며 산화, 환원되는 정도를 정량적으로 나타낼 수 있다.
- 표준전극전위는 표준상태(25℃, 1atm)에서 산화-환원 반쪽 반응에 관여하는 화학종의 활동도(activity)가 1일 때의 전위(V)를 말하며, 일반적으로 표준환원전위로 나타낸다. 표준전극전위는 표준수소전극의 표준환원전위를 기준으로 잡았으며, 이는 표준상태에서 활동도가 1인 H+ 수용액에 백금 전극을 두고, 1기압의 H2를 접촉시켰을 때의 전위를 0.00V로 정한 것이다.

참고 자료

대한화학회, 표준일반화학실험 (서울: 천문각, 2011), 155-159.
Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Jr., Bruce E. Bursten, Catherine J. Murphy, Patrick M. Woodward, Matthew W. Stoltzfus. Chemistry: The Central Science, 14e. London: Pearson, 2018. 181-186, 894-916, 1138
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