해피레포트 - 화학전지실험 - 전기 전도도 유무의 측정, Zn, Pb, Cu의 전기화학적 서열 분석, 화학 전지(Daniel cell) 제작 및 Nernst Equation 관찰

카테고리 : 레포트 > 자연과학계열 파일이름 :화학전지실험 - 전기 전도도 유무의.docx 문서분량 : 3 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : MS-워드뷰어프로그램 등록/수정일 : 14.06.19 / 14.06.19 구매평가 : 다운로드수 : 0 판매가격 : 2,000 원

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보고서설명
본 실험은 크게 세 개의 실험으로 이루어져 있다. 우선, 증류수, 설탕물, 소금물에서의 전기 전도성을 관찰하였다. 그리고 반응성 비교를 통해 구리, 아연, 납의 전기화학적 서열 즉, 이온화 서열을 알아보았다. 마지막으로, 아연 전극, 구리 전극, 납 전극의 조합으로 다니엘 전지를 만들었으며 구리 용액의 농도를 달리하여 전지의 기전력에 관한 식인 네른스트 식이 성립하는지 관찰하였다. Introduction

본문일부/목차
각 원소는 서로 다른 개수의 양성자와 전자를 가지고 있으며 전기를 끓어 당기는 능력인 전기 음성도 또한 다르다. 이런 차이로 인해 이번 실험에서 관찰한 산화환원 반응이 일어난다. Electrochemical cell(전기화학 전지)은 산화되는 금속과 환원되는 금속이 외부 회로를 통하여 연결되어 있다. 전지에서 자발적인 반응이 일어나면 반응에서 얻어진 Gibbs 자유 에너지를 통해 화학 에너지가 전기 에너지로 전환되어 쓰일 수 있게 된다. 이와 같은 전지를 Galvanic cell(=Daniel cell)이라 한다. (옥스토비 p706) Daniel cell에서 중요한 것은 두 금속 각각이 전자를 잃고 양이온이 되려는 경향인 이온화 경향 또는 반응성의 차이이다. 금속판과 동일한 금속 이온이 있는 용액과 그 용액에 담긴 금속판을 반쪽 전지라 하는데 두 반쪽 전지 중에서 반응성이 큰 금속이 산화되어 (-)극(anode)을 이루고 반응성이 큰 금속은 전자를 받아 환원되는 (+)극(cathode)을 이룬다.(옥스토비 p707) 초기 전지인 Volta cell에서는 하나의 묽은 황산 용액에 아연판과 구리판, 양 전극을 모두 담갔었다. 그러자 구리 전극에서 수소 기체가 발생하여 전압이 급격히 감소하는 분극 현상이 나타났었다. 이를 보안하여 각각의 금속 이온이 있는 용액에 금속판을 담그고 염다리로 연결한 것이 Daniel cell이다. 본 실험에서는 Zn, Cu, Pb 간의 반응성 차이를 이용하여 Daniel cell을 만들었다. 전지에서 전자의 이동으로 인해 생기게 되는 두 전극 사이의 전위차인 기전력은 반쪽 전지의 용액의 농도에 따라 달라진다. 이는 Nernst equation으로 나타내진다.(옥스토비 p718) ∆E = ∆E° - 10Q n: 반응에 참여한 전자의 몰수, ∆E°: 표준 기전력, Q: reaction quotient(반응 지수) 본 실험에서는 구리 용액의 농도를 달리 하여 네른스트 식을 확인하였다. Data and Result 실험1. 전기 전도도 유무의 측정 건전지와 전압계를 포함한 회로를 구성하여 전지의 전압을 측정하고 증류수를 회로에 포함시켜 전류가 흐르는지 측정하였다. 증류수 대신 소금물 또는 설탕물을 회로의 일부분이 되도록 하여 전류가 흐르는지 측정하였다. 전지의 전압은 9.548V로 측정되었다. 설탕, 소금은 전류가 통하지 않았지만 증류수, 소금물, 설탕물은 모두 전류가 통하여 전압이 측정되었다 (표1).

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