[일반화학]물의 전기분해

소개

눈으로 보는 화학의 제 42강 물의 전기분해에 제시되어 있는 실험을 통하여 산화-환원반응에 대하여 학습하도록 한다.

목차

Ⅰ. 학습 목표
Ⅱ. 실험 원리
Ⅲ. 실험방법과 결과분석
Ⅳ. 실험결과정리
Ⅴ. 출처

본문내용

Ⅰ. 학습 목표

눈으로 보는 화학의 제 42강 물의 전기분해에 제시되어 있는 실험을 통하여 산화-환원반응에 대하여 학습하도록 한다.

Ⅱ. 실험 원리

전기를 이용하면 자발적으로 일어나는 수소와 산소가 반응하여 물을 생성시키는 반응,
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)
을 천천히 역행 시킬 수 있다. 이 반응에서 용액 중에 전류를 통과 시킬 수 있도록 전기전도도를 향상시키기 위하여 황산나트륨을 이용한다. 전기분해 반응은 용액 중에서 이온이 전류를 운반하면서 일으키는 산화-환원반응이다.
*산화-환원반응
수용액에서 일어나는 일반적인 반응의 형태는 두 화학종간의 전자 이동을 포
함한다. 이런 반응을 산화-환원반응 혹은 레독스 반응이라고 부른다.
산화-환원 반응에서 한 화학종은 전자를 잃고(즉, 제공하고), 이를 산화 되었
다고 한다. 전자를 얻은(즉, 받은) 또 다른 화학종은 환원되었다고 한다.
산화-환원 반응에서 전자를 교환하는 두 화학종은 이름이 있다. 전자를 받아
들이는 화학종을 산화제라고 부르며, 산화제는 다른 화학종을 산화시킨다. 반대
로, 전자를 제공하는 화학종을 환원제라고 부르며, 환원제는 다른 화학종을 환
원시킨다.
† 산화와 환원은 함께 일어난다. 둘 중 한 반응만 일어나지 않는다.
† 산화-환원 반응에서 전자수의 변화는 없다. 산화 반쪽 반응에서 나온 전자
는 환원 반쪽 반응에서 다른 화학종에 의해 흡수 된다.

Ⅲ. 실험방법과 결과분석

묽은 황산 나트륨 수용액에 전류를 통과시켜 물의 전기분해 반응을 일으킨다. 이 반응이 일어나면 음극에서는 환원이 일어나게 되어 용액 중에서 양이온이 음극쪽으로 이동한다. 양극에서는 산화가 일어나며 용액 중에서 음이온이 양극쪽으로 이동한다. 전기분해가 일어나면 음극에서는 전자 2개와 물분자 2개가 수소분자 1개와 수산화이온 2개를 형성한다.
† 음극(환원) : 2e- + 2H2O(l) → H2(g) + 2OH-(aq)

참고자료

· 1) 일반화학/MASTERTON,HUTLEY/일반화학교재연구회/자유아카데미/2002/P123-P125
· 2) 표준일반화학실험(제5판) 대한화학회편