산화-환원 반응의 열역학적 함수 결정 예비레포트[물리화학실험, A+]

소개

산화-환원 반응의 열역학적 함수 결정 예비 레포트입니다. 본 실험 과목 A+ 받았습니다. 내용적인 측면에서 자세히 작성하였습니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 시약 및 기구
4. 실험 절차

본문내용

1. 실험 목적
① 전기화학 전지를 조립하고, 여러 온도에서 전압을 측정한다.
② 전압의 온도 의존성과 Gibbs-Helmholtz 관계식을 결합한다.
③ 산화-환원 반응에 수반되는 열역학 함수인 △G, △H, △S 등을 결정한다.

2. 실험 이론
① 화학 에너지
1) 물질을 구성하는 원자들 사이의 화학 결합에 저장된 에너지
2) 화학 반응을 통해, 다른 화학 물질을 변형시킬 수 있는 잠재력
3) 화학 결합을 깨거나 만드는 것은 에너지의 흡수 및 방출을 동반한다.


② 화학 전지
1) 화학 전지
- 산화-환원 반응을 이용하여, 화학 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 장치
- 전극 2개, 전극을 잇는 전선, 전해질로 이루어진다.
- 전극 2개: 산화전극, 환원전극으로 나누어진다.
2) 이온화 경향
- 원자 또는 분자가 이온화되려는 정도
- 이온화 경향↑ → 산화되려는 경향↑
- 이온화 경향↓ → 환원되려는 경향↑, 산화가 잘 일어나지 않음
- 금속의 경우: 얼마나 쉽게 전자를 잃고 산화되어, 양이온으로 변하는가를 의미한다.
- 금속 원소의 이온화 경향

3) 산화 및 환원 전극의 결정
- 전자의 이동: (-)에서 (+)
- 이온화 경향이 큰 금속: (-)극, 이온화 경향이 작은 금속: (+)
- 전류의 흐름: (+)에서 (-)
- (-)극: 산화 반응, 산화전극(anode), 전자를 잃는(내어주는) 전극
- (+)극: 환원 반응, 환원전극(cathode), 전자를 얻는 전극
- 예시: Zn과 Cu로 이루어진 화학 전지에서, 이온화 경향은 Zn>Cu이다. 따라서 Zn이 (-)극, anode이고, Cu가 (+), cathode이다.

참고자료

· Chemical energy, WIKIPEDIA
· 화학전지, Doopedia
· Electrochemical cell, WIKIPEDIA
· Gibbs free energy, WIKIPEDIA
· Gibbs–Helmholtz equation, WIKIPEDIA
· Copper, WIKIPEDIA
· 연성, NAVER 지식백과
· 전성, NAVER 지식백과
· Zincum, WIKIPEDIA
· 내식성, NAVER 지식백과
· Voltmeter, WIKIPEDIA
· Potassium nitrate, WIKIPEDIA
· Copper(II) sulfate, WIKIPEDIA
· Zinc sulfate, WIKIPEDIA
· Agar, WIKIPEDIA