실험보고서 - 전기 분해 실험
1. 실험목적
전기 분해는 물질에 전기 에너지를 가하여 산화,환원 반응이 일어나도록 하는 것으로 이번 실험은 황산구리 수용액에 전류를 가해 환원되어 석출되는 구리의 양과 전하의 양을 알 수 있다.
2. 실험원리
(1) 전기 분해
자발적으로 산화·환원반응이 일어나지 않는 경우 전기에너지를 이용하여 비자발적인 반응을 일으키는 것을 전기분해라고 한다. 전기분해 시에 (-)극에서는 (+)이온이 환원되고, (+)극에서는 (-)이온이 산화된다. 공업적으로는 금속의 도금, 알루미늄의 제련, 구리의 정제, 다운스(Downs) 공정(용융 암염의 전기분해) 등에 널리 이용되고 있다.
(2) 산화와 환원
산화 - 전자를 잃는 것
환원 - 전자를 얻는 것
(3) 황산구리 수용액 속의 이온의 이동
황산구리 :
황산구리의 이온화 : ,
물 :
물의 이온화 : ,
(-) 와 중에서 이온화 경향이 구리가 작기 때문에 구리가 반응한다.
(-) + =]
(+) 와 중에서 이온화 경향이 작은 가 반응.
(+) =]
(4) 이온화 경향 [ ionization tendency ]
금속이 액체, 특히 물과 접촉하였을 때 양이온이 되고자 하는 경향.
[주요한 원소에 대한 이온화 경향]
산화 환원
K ] Ca ] Na ] Mg ] Zn ] Fe ] Co ] Pb ] (H) ] Cu ] Hg ] Ag ] Au.
예를 들어 철못을 황산구리용액에 담그면 구리가 부착하는데, 이것은 이온화 경향의 차이로 설명된다. 이온화 경향이 클수록 산화되기 쉽고 전자친화력이 작다. 또한 위의 순서에서 수소원자보다도 위에 있는 금속은 묽은 산에 녹아 수소를 방출한다.
(5) 생성된 구리의 질량계산법
1) 암페어는 매초 흐른 1쿨롱의 전하이므로 환원전극으로부터 용액을 통하여 흐른 전하의 총 쿨롱수는 전류에 초수를 곱해야 한다.
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2013.12.10
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