화학전지

목차

1. 실험목표
2. 이론
3. 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 전 예비보고서
6. 실험 데이터 및 처리
7. 실험 결과에 대한 고찰
8. 다음의 질문에 답하시오
9. 참고 문헌

본문내용

전자가 한 물질에서 다른 물질로 이동하는 산화-환원반응(oxidationreduction 또는 redox reaction)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 산화-환원반응을 이용하여 화학에너지와 전지에너지를 상호 변환시키는 장치를 전기화학전지(electrochemical cell)라 한다. 전기화학전지는 자발적 산화-환원반응을 통하여 전기에너지를 발생하는 Galvani 전지 또는 볼타 전지(Voltaic cell)와 외부에서 전기에너지를 가하여 비자발적 산화-환원반응을 일으키는 전해질 전지(electrolytic cell)로 분류할 수 있다. 전해질 전지의 대표적인 예로는 전기분해나 납축전지의 충전 등이 있다.

- 산화, 환원 반응
산화 : 산소와의 결합, 수소의 떨어져 나감, 산화수의 증가(전자의 수가 줄어듦)의 경우
환원 : 산소와의 분리, 수소와의 결합, 산화수의 감소(전자의 수가 늘어남)의 경우
산화 환원 반응 : 산화, 환원 반응은 원자의 산화수(하나의 물질 내에서 전자의 교환이 완전히 일어났다고 가정하였을 때 물질을 이루는 특정 원자가 갖게 되는 전하 수)가 달라지는 반응이다. 산화와 반응은 서로 반대 작용으로 한쪽 물질에서 산화가 일어나면 반대쪽에서는 환원이 일어난다. 산화, 환원 반응이 일어날 때에는 그 물질의 산화수가 변하게 되며, 산화수의 변화를 기준으로 반응이 일어남을 예측한다. 필요시 실험 때 산화제나 혹은 환원제를 넣어주는 경우가 있는데, 산화제란 다른 물질을 산화시키면서 자신은 환원되는 물질을 말하며, 환원제란 다른 물질을 환원시키면서 자신은 산화되는 물질을 말한다.

- 금속의 이온화 경향
용액 속에 있는 홑원소 물질과 다른 원소의 이온이 존재할 때, 양쪽 사이에서 산화환원반응이 일면서, 홑원소 물질은 산화되어서 이온화되는 데 비해, 다른 한 쪽은 환원되어서 홑원소로 석출된다. 이 때, 환원된 원소보다 산화된 원소 쪽이 이온화 경향이 커진다.

참고 자료

Daniel C. Harris , 『분석화학 제 9판』 , 자유아카데미, 2017, p333 – 408
Mc Murry , 『일반화학 제 7판』 , 자유아카데미, 2016, p801-858