황산나트륨을이용한 물의 전기분해실험

소개

본 실험에서는 전해질로 황산나트륨을 이용해 물을 전기분해 할 때 전류의 값에 따라 발생하는 기체의 양을 측정하는 실험으로 전기분해장치에 0.2 M의 황산나트륨 수용액을 넣고 전류를 각각 0.2 A, 0.3 A, 0.4 A로 일정하게 유지해주며 10분간 반응시켜 (+)극과 (-)극에서 발생하는 산소와 수소의 기체량을 측정하였다. 실험 결과 전류 값을 증가시켰을 때 발생하는 기체의 양이 증가함을 통해 패러데이의 전기분해법칙을 알 수 있었다.

목차

요약
실험목적
이론
실험장치및방법
실험결과및고찰
결론
사용기호
참고문헌

본문내용

2.1 전해질 (electrolyte)

전해질은 물에 녹아 전하를 띤 입자를 만들기 때문에 전류를 흐르게 할 수 있다. 먼저, 전해질을 용매에 녹여 전해질용액을 만든 후, 용액에 전극을 담그고 전원 장치를 연결하면 전류가 흐른다. 이때 양 극에서 화학적인 변화가 일어나 전기분해가 가능해진다[1].

2.2 전기분해 (electrolysis)

물질에 전기 에너지를 가하여 산화, 환원반응이 일어나도록 하는 것으로 자발적으로 산화·환원반응이 일어나지 않는 경우 전기에너지를 이용하여 비자발적인 반응을 일으키는 것을 전기분해라고 한다. 전기분해 시에 (-)극에서는 (+)이온이 환원되고, (+)극에서는 (-)이온이 산화된다.

2.2.1 물의 전기분해


수소와 산소가 반응하여 물이 만들어지면 이 물은 자발적으로 수소와 산소로 되지 못한다. 그러나 전기에너지를 가해서 반응을 일으키면 물을 분해할 수 있다. 이때 (+)극은 산화반응으로 수소를 얻을 수 있고, (-)극에서는 환원반응이 일어나 산소를 얻을 수 있다. 생성되는 수소와 산소의 부피비는 2:1로 전체반응식을 다음과 같이 표현할 수 있다.

  (-)극 : 4H2O + 4e- → 2H2 + 4OH-
   (+)극 : 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
 -------------------------------------
전체반응 : 6H2O → 2H2 + O2 + 4OH- + 4H+
         ⇒ 2H2O → 2H2 + O2

참고자료

· 없음