전기분해와 전기도금 예비레포트 [논문참고, A+ 1등]

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기 및 시약
4. 실험 방법
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
● 전기분해를 이용해 전해질 용액을 분해하여 전극에서 금속이 환원되어 석출되는 원리를 이해할 수 있다.
● 3 전극계 구조를 이해하고 각 전극에서의 반응에 대해 알아본다.
● 산화ㆍ환원 반응, 도금되는 금속의 무게와 전류의 관계, 페러데이 효율에 대해 이해할 수 있다.
● Nernst Equation을 이용해 각 전극, 전체 셀의 Cell voltage를 계산하고 수소와 구리의 환원 전위와 비교해 본다.

2. 바탕 이론
(1) 전기적 산화ㆍ환원 반응, 전기도금
전기화학 반응(electrochemical reaction)이란 산화-환원 반응에서 전자가 관여된 반응을 통칭한다. 반응에서 전자의 이동을 기준으로 생각하면, 화합물이 전자를 내놓고 이 방출된 전자가 전극을 통해 이동하는 반응을 산화 반응(oxidation reaction)이라고 말한다. 반대로 전자가 전극으로부터 방출되어 화합물로 이동하는 반응을 환원 반응(reduction reaction)이라고 말한다. 이때 본인은 산화되고 다른 물질을 환원시키는 물질을 환원제라고 말하며, 본인은 환원되고 다른 물질을 산화시키는 물질을 산화제라고 말한다. 아래는 산화-환원 반응의 한 예이다.

전지에서 산화가 진행되는 전극을 산화전극(anode), 환원이 진행되는 전극을 환원전극(cathode)라고 부른다. anode와 cathode를 각각 음극, 양극으로 구분하는 경우가 있는데 이는 단순히 동일하다고 할 수 없다. 이러한 예로 볼타전지에서는 전자를 방출하는 산화 전극이 음극을, 전자를 흡수하는 환원전극이 양극을 띤다. 하지만, 전해 전지에서는 산화전극이 양극을, 환원전극이 음극을 띤다. 이렇게 전지에서의 전극은 양극ㆍ음극 보다는 산화ㆍ환원 전극의 개념으로 생각하는 것이 옳다. 전지에서의 반응처럼 전자 전달을 중심으로 한 산화ㆍ환원반응을 전기화학 반응이라고 한다. 전기화학 반응에서 방출된 전자는 외부통로, 도선을 통해 anode에서 cathode로 이동하며, 이때 발생한 전하의 불균형으로 인해 전해질 내에서는 이온이 이동하게 된다.

참고자료

· Daniel C. Harris Quantitative chemical Analysis 8E
· 전기화학적 이산화탄소 전환 소재기술(1)-제5장 수소생산·이산화탄소 전환용 소재 기술-신소재경제신문·재료연구소 공동기획 소재기술백서 2016
· RE 안전환경 “금속표면 전처리(도금)”
· 네이버 지식백과 “Nernst equation”
· NIH “Sodium Hydroxide, Sodium cyanide, Hydrochloric acid, Copper Sulfate”
· MSDS