출처: 미래엔 화학2 교과서 1. 목표자발적 화학 반응으로 일어나는 전자 이동을 이용하여 전기 에너지를 얻는 전지의 원리를 알아보고, 몇 가지 금속 이온의 전기화학적 서열을 확인한다. 2. 실험기구&시약
3. 실험 원리(1) 금속의 이온화 경향성 그림 출처: 비상 화학2 교과서
(2) 화학 전지
(3) 볼타전지: 금속과 수소 이온 사이의 산화·환원 반응을 이용한 화학 전지 그림출처 : 비상 화학2 교과서① 전지 구성
③ 볼타 전지의 한계
(4) 다니엘 전지 = 갈바니 전지 : 볼타 전지의 분극 현상을 해결하고 효율성을 높이기 위해 고안된 전지로 산화와 환원 반응이 서로 분리된 용액에서 일어난다. 그림출처 : 비상 화학2 교과서① 다니엘 전지는 두 개의 용기를 사용하여 각각 금속과 그 금속의 양이온을 포함한 전해질을 넣어 염다리와 도선으로 연결한다. 산화 반응이 일어나는 아연판을 아연 이온이 들어 있는 황산 아연 수용액에 넣고, 환원 반응이 일어나는 구리판을 구리 이온이 들어 있는 황산 구리(Ⅱ) 수용액에 넣은 후 두 수용액을 염다리로 연결하여 만든다. ② 양쪽 전극의 수용액이 분리되어 있으므로 산화와 환원 반응이 분리되어 일어난다.
(5) 표준 환원 전위: 수소 전극을 기준으로 25°C, 1기압, 1M의 전해질 농도에서 각 금속의 환원 반응의 전위를 측정한 값 ① 이 값이 양으로
클수록 환원이 잘 일어나고, 이 값이 음으로 클수록 산화가 잘 일어난다. (6) 전압계 4. 실험 유의사항
5. 실험과정A. 전기화학적 서열
6. 실험 결과A. 전기화학적 서열 2. 산화가 잘 되는 순서: 아연 > 납 > 구리 3. 환원이 잘 되는 순서: 아연 < 납 < 구리 B. 화학 전지
2. 전극의 이름과 전극에서 일어나는 반응 (2) 아연-납 전지 (3) 구리-납 전지 7. 고찰, 생각해볼 사항(1) 만약 전극을 담그는 용액의 농도를 바꾸면 전압이 어떻게 바뀌겠는가? (2) 시간이
지나면 두 전극 사이의 전위차는 어떻게 달라져 있겠는가? (3) 부록의 표준 환원 전위로부터 계산한 전위차와 실제 측정값이 다른 이유는 무엇일까?
[참고문헌] |