고체전해질 결과레포트

목차

1. 실험 결과
2. 토의 및 해석
3. 참고문헌

본문내용

이번 실험 고체전해질(A Solid Electrolyte, Cu2HgI4)에서는 Cu2HgI4(copper(Ⅰ) tetraiodomercurate(Ⅱ))를 합성하고, 상변화에 따른 색과 전기 전도성의 변화를 관찰했다. 실험에 들어가기 앞서 중요한 이론을 살펴보자면 전해질은 물에 녹은 상태에서 이온으로 쪼개져 전류가 흐르는 물질이다. 대표적인 전해질로는 염화나트륨, 황산, 염산, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 질산나트륨 등이 있다. 예를 들어, 염화나트륨은 고체 상태에서는 전류를 흘러 보내지 않아 도체가 될 수 없지만, 수용액 상태에서는 전류를 흘려보내 전해질이 될 수 있다. 여기서 고체 전해질이란 고체 상태에서 이온의 이동에 의하여 전류를 통할 수 있는 물질을 말한다. 산화지르코늄, 나트륨 β-알루미나 등이 있으며 새로운 종류의 전지들과 센서를 만드는데 이용되며 고분자 전해질은 전해질 공업에서 격막으로 이용되기도 한다. 이번 실험에서 사용한 Cu2HgI4 는 결정격자 결함을 갖고 있다. tetragonal unit cell구조이다. 아이오딘 이온이 fcc unit cell에 위치하여 tetrahedral hole과 octahedral hole을 형성한다.67℃에서 붉은색에서 보라색으로 변화한다. 색이 변하는 이유는 구조 변화에 기인하는데, 낮은 온도에서는 Cu+와 Hg2+층이 분리되어 I-이온층 사이에 싸여있다. 높은 온도가 되면 양이온들은 자유롭게 움직이고 사면체 공간에 무작위로 채워진다. 결과적으로 Cu2HgI4는 불규칙한 큐빅 구조로 구조적 상변화가일어난다. 또한, 상변화는 색변화로도 알 수 있지만 전기저항의 감소(전기전도도의 증가)로도 알 수 있다. 색의 변화는 온도 변화로 인한 bandgap (2.1 to 1.9eV)의 감소 때문이다. 사면체 결정의 틈자리로 Cu+이온은 50%, Hg2+이온으로 채워질 확률은 25%, 빈 공간으로 남을 확률은 25%이다.

참고 자료

무기제조화학실험, 초판 ,성부용, 동화기술
무기화학, 자유아카데미