[화학실험]화학 전지와 전기화학적 서열

소개글

화합물들 사이에 자발적으로 일어나는 전자 반응을 이용하여 전기 에너지를 얻는 전지의 원리를 알아보고 세 가지 금속 이온의 전기화학적 서열과 농도에 따라 전지의 기전력이 어떻게 변하는지 관찰한다.

목차

1.목적

2.원리

3.방법

4. 실험 시 주의사항

5. 실험 기구와 시약

본문내용

1. 목적
화합물들 사이에 자발적으로 일어나는 전자 반응을 이용하여 전기 에너지를 얻는 전지의 원리를 알아보고 세 가지 금속 이온의 전기화학적 서열과 농도에 따라 전지의 기전력이 어떻게 변하는지 관찰한다.
2. 원리
우리는 원소(또는 화합물)마다 전자를 원하는 정도가 다름을 알고 있다 이렇게 전자를 원하는 정도가 다른 화학종들을 특별하게 연결하면, 우리는 외부 회로를 통해 전자를 흐르게 할 수도 있다. 다시 말하면, 두 화학종이 서로 전자를 잃고, 얻는 자발적인 화학 반응을 통해 우리는 전위차를 얻고, 이는 외부 회로를 통해 전자가 흐르게 되는 화학 전지를 꾸밀 수 있다는 말이다.
산화-환원반응은 좁게는 산소를 갖는 것과 잃는 것으로, 수소를 잃는 것과 갖는 것으로 설명할 수 있다. 하지만 넓게는 산화란 원자, 분자, 이온 등이 전자를 잃는 것을 말하며, 환원이란 원자, 분자, 이온 등이 전자를 얻는 것을 말한다.
즉, 산화반응(oxidation): 산화수가 증가하는 반응: 전자를 잃는 반응: Na → Na+ + e-
환원반응(reduction): 산화수가 감소하는 반응: 전자를 얻는 반응: Cl2 + 2e- → 2Cl-
공유결합 물질이 관여하는 산화-환원반응은 단순히 전자의 흐름만으로 설명하기가 어렵기 때문에 산화수라는 개념을 사용한다. 산화수란 공유전자쌍이 그것을 더 세게 끌어당기는 원자에 속해 있다고 가정할 때, 원자가 갖는 전하를 말한다. 산화수가 감소하면 환원됐다고, 산화수가 증가하면 산화됐다고 말한다.
산화제(oxidant)는 다른 물질로부터 전자를 얻어서 자신이 환원된다. 환원제(reductant)는 다른 물질에 전자를 주어서 자신은 그 과정 중에 산화된다.
금속이 전자를 잃고 양이온이 되려는 경향을 이온화 경향이라고 한다. 이온화 순서는
K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Co > Ni > Sn > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Pt > Au으로 알려져 있다.
이온화 경향이 큰 금속은 이온화 경향이 작은 금속 이온에 전자를 주고 자신은 산화되고 금속 이온을 금속으로 환원시킨다. 화학전지의 기본 원리는 금속의 이온화 경향의 차이 때문에 일어나는 산화-환원반응이다.

참고 자료

없음