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[일반화학실험] 화학전지 만드는 실험
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[일반화학실험] 화학전지 만드는 실험
1. INTRODUCTION
이번 실험은 화학 전지를 만들어 보고 그에 따르는 여러 가지 실험값을 이론치와 비교해 보는 것이 주된 내용이다. 그렇다면 우선 화학전지의 원리를 알아 보자.
화학 전지의 기본은 산화 환원 반응이다. 간략히 말하면 산화는 전자를 잃는 것이고 환원은 전자를 받는 것이다. 이번 실험에서 쓰이는 반응인 구리와 아연의 반응을 한 예로 들어 보자.
+ → +
이 반응이 일어나면 아연에서 나온 전자들이 용액 중의 이온으로 이동한다. 전자는 이온을 환원시켜 Cu원자로 만들며 Cu원자는 아연표면에 달라 붙거나 용기 내에 미세한 분말 고체로 석출한다. 아연 조각은 서서히 반응하여 아연 원자는 전자를 내고 이온이 된다. 즉 이 반응을 알아 보기 쉽게 두 반쪽 반응으로 나타내면,
→ +
+ 2e →
이다. 결국 반응이 일어나면 질서있는 전자의 흐름인 전류가 도선을 따라흐른다. 이것이 화학 반응에 의해 전기가 발생하는 본질이다. 전지로 작동하는 장치를 사용할 때마다 산화 환원 반응이 분리된 방에서 일어나 전자가 두 방을 연결한 도선을 따라 흐르게 되며 이 때문에 산화 환원 반응이 화학 전지의 기본 원리인 것이다.
전기 화학 전지에는 두 개의 전극이 전해질로 채워진 용기에 꽂혀 있다. 전극은 보통 금속을 쓰며 때로는 흑연을 쓰기도 한다. 전해질은 보통 이온 수용액이며 때로는 용융염이나 고체까지도 된다. 일부 전지는 동일한 전해질에 잠겨 있다. 하지만 두 전극이 서로 다른 전해질에 잠겨 있으면 두 용액은 염다리로 연결되어야 한다. 농도가 진한 염 (염화칼륨이나 질산칼륨) 을 젤리 형태로 만들어 채운 염다리는 전해질로 작용하여 이온들이 두 방 사이를 왕래하게 하여 전기회로를 완성한다.
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2013.09.03
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