화학공학과 전공기초실험2 화학전지와 열역학 결과보고서 A+

소개글

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목차

Ⅰ. 실험 목적

Ⅱ. 실험 이론
1. 산화환원 반응
2. 이온화 경향
3. 화학전지
4. 볼타전지 (갈바니전지)
5. 다니엘전지
6. 염다리
7. 기전력
8. 표준 환원 전위
9. Nernst 식

Ⅲ. 실험 방법

Ⅳ. 실험결과
1. 용액 제조
2. 이론적 전위차
3. 전위차 측정값

Ⅴ. 결론 및 고찰

Ⅵ. 사용기호

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
산화-환원 반응을 이용한 다니엘 전지를 만들어보고 이를 통해 실생활에 쓰이는 전지를 이해할 수 있다.

Ⅱ. 실험 이론
1. 산화환원 반응1)
화학 종 사이의 실제 또는 형식적인 전자 이동이 특징이며 전자의 이동은 동시에 진행된다.
산화(oxidation): 분자나 원자, 이온이 산소를 얻거나 수소(또는 전자)를 잃는 반응
환원(reduction): 분자나 원자, 이온이 산소를 잃거나 수소(또는 전자)를 얻는 반응

2. 이온화 경향2)
이온화되려는 성질을 나타내는 방법으로 이온화 서열이라고도 한다.
이온화가 잘되는 물질은 이온화 경향이 커 산화가 잘 되며 양이온이 되기 쉽다.
이온화가 어려운 물질은 이온화 경향이 작아 산화되기 어려우며 음이온이 되기 쉽다.
K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au

3. 화학전지3)
산화-환원 반응에서 발생하는 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치이다.
이온화 경향이 다른 두 금속을 전해질 용액 속에 넣고 도선으로 연결할 때 일어나는 산화-환원 반응으로 인해 기전력이 생겨 전자가 도선을 따라 이동한다.
양극(cathode)은 환원되어 도선으로부터 전자를 얻으며, 음극(anode)는 산화되어 도선으로 전자를 방출한다.
화학전지는 1차 전지와 2차 전지로 분류할 수 있다.

4. 볼타전지 (갈바니전지)4)
아연판(-극)과 구리판(+극)을 두 극으로 사용하고 묽은 황산을 전해액으로 하여 두 극에 도선을 연결한 가장 간단한 형태의 전지로 약 1V의 기전력을 얻을 수 있다. 반응성이 큰 아연은 산화되어 전자를 내어놓고 그 전자가 전위차에 의해 도선을 타고 구리판으로 이동하여 용액 속의 수소 이온에 환원되면서 수소 기체가 발생하고, 이를 반복하여 전류가 흐르게 되지만 구리판 주변이 수소 기포가 달라붙는 분극 현상이 발생하여 전하의 흐름을 방해하기 때문에 큰 전압을 얻기는 어렵다.

참고 자료

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Peter atkins, atkins’ physical chemistry, 교보문고(2017), p264-266 (23.11.24)