페러데이 법칙 - Faraday`s law

소개

전류에 의해 화학반응이 일어나게 하는 것을 전기분해(electrolysis)라고 한다. 전기분해 장치는 전해질 속에 두개의 전극을 넣고 직류전원에 연결하면 만들 수 있다. 전류는 직류전원에서 전자가 도선을 통하여 흐른다(금속전도). 전자들이 오른쪽 극에서 소비되고 왼쪽에서 발생하지 않으면 회로는 완성되지 않는다. 회로가 완성되기 위해서는 화학변화가 일어나야만 된다. 즉 오른쪽 전극에서 전자를 받아들이는 환원반응이 일어나며 왼쪽 전극에서 전자를 방출하는 산화반응이 일어나야만 한다. 환원이 일어나는 전극을 음극이라고 하며 산화가 일어나는 전극을 양극이라 한다. 음극에서 환원반응이 계속되기 위해서는 이온들이 음극을 향하여 이동하는 것이 계속 유지되어야 한다. 이들 이온은 양의 이온으로 양이온이라 부르며 마찬가지로 음의 이온을 음이온이라 부른다. 예를 들어 용융된 NaCl에 흑연전극을 넣어 구성한 전해전지를 생각해보자. 두 이온 Na 와 Cl 중에서 Na만 환원되어 금속 Na을 생성하며 음극반응은 다음과 같다. 이 반응은 한 개의 Na이 한 개의 중성 Na 원자를 생성하기 위하여 한 개의 전자를 받는 것을 나타낸다. 이 변화가 일어나는 동안 질량과 전하는 보존되었다. 그러므로 어떤 의미에서 음극반응은 균형 된 식으로 표현할 수 있는 화학반응이다. 위의 식은 환원 과정만 표시했기 때문에 이 식은 반쪽반응이라고 한다. 양극에서는 산화가 일어나며 Cl만이 산화될 수 있다. Cl이 산화될 때 양극에 하나의 전자를 방출하고 하나의 중성 염소원자를 형성한다. 두 개의 염소원자는 하나의 염소분자 Cl2를 형성하기 위하여 결합한다. 이들 Cl2 분자는 기체로 기포를 낸다.

목차

1. 서 론

2. 마이클 페러데이 / Michael Faraday

3. 페러데이의 업적

4. 후대에 미친 영향

5. 전기분해

6. 페러데이의 법칙

7. 전기분해의 이용

8. 전자기 유도의 법칙

9. 문제풀이

10. 결 론

※ REFERENCE

본문내용

1. 서 론
전류에 의해 화학반응이 일어나게 하는 것을 전기분해(electrolysis)라고 한다. 전기분해 장치는 전해질 속에 두개의 전극을 넣고 직류전원에 연결하면 만들 수 있다. 전류는 직류전원에서 전자가 도선을 통하여 흐른다(금속전도). 전자들이 오른쪽 극에서 소비되고 왼쪽에서 발생하지 않으면 회로는 완성되지 않는다. 회로가 완성되기 위해서는 화학변화가 일어나야만 된다. 즉 오른쪽 전극에서 전자를 받아들이는 환원반응이 일어나며 왼쪽 전극에서 전자를 방출하는 산화반응이 일어나야만 한다. 환원이 일어나는 전극을 음극이라고 하며 산화가 일어나는 전극을 양극이라 한다. 음극에서 환원반응이 계속되기 위해서는 이온들이 음극을 향하여 이동하는 것이 계속 유지되어야 한다. 이들 이온은 양의 이온으로 양이온이라 부르며 마찬가지로 음의 이온을 음이온이라 부른다. 예를 들어 용융된 NaCl에 흑연전극을 넣어 구성한 전해전지를 생각해보자. 두 이온 Na 와 Cl 중에서 Na만 환원되어 금속 Na을 생성하며 음극반응은 다음과 같다. 이 반응은 한 개의 Na이 한 개의 중성 Na 원자를 생성하기 위하여 한 개의 전자를 받는 것을 나타낸다. 이 변화가 일어나는 동안 질량과 전하는 보존되었다. 그러므로 어떤 의미에서 음극반응은 균형 된 식으로 표현할 수 있는 화학반응이다. 위의 식은 환원 과정만 표시했기 때문에 이 식은 반쪽반응이라고 한다. 양극에서는 산화가 일어나며 Cl만이 산화될 수 있다. Cl이 산화될 때 양극에 하나의 전자를 방출하고 하나의 중성 염소원자를 형성한다. 두 개의 염소원자는 하나의 염소분자 Cl2를 형성하기 위하여 결합한다. 이들 Cl2 분자는 기체로 기포를 낸다.
Galvani 전지와 전해 전지, 두 경우 모두 전자는 양극에서 방출되어 외부회로를 지나 음극에서 다시 흡수된다. 방출된 전자의 수는 흡수된 전자의 수와 항상 같다. 따라서 두 전극에서 반응한 물질의 양과 외부회로를 지나간 총전하량 사이에는 정량적 관계가 있을 겅이다. 1834년에 Faraday는 그의 실험을 바탕으로 “제한된 전기화학적 작용의 원칙(doctrine of definite electrochemical action)”이라는 보고서를 발표하였다. 이 보고서의 내용을 현대적 표현으로 옮기면 다음과 같이 두가지로 요약할 수 있다.

참고자료

· 1. 화학원론 ( 형설출판사 / 오준석 / 1990.02.20 )
· 2. 화학의 원리 ( Robert`s Ba`kess, Edward Edelson / 1990.01.15 )
· 3. Science Firsts ( 로버트 E. 아들러 / 생각의나무 / 2003.05.15 )