[일반화학실험]전기분해와 도금

소개글

구리 전극과 동전을 이용한 전기분해 실험으로 30분 동안 동전 대용의 구리 전극과 전류의 변화를 살펴보면서 동전에 석출된 구리의 양을 측정하여 패러데이 법칙을 통해 구한 이론값과 비교하여 보는 일반화학실험입니다.

황산구리 용액의 전기분해 실습하고 석출된 금속의 무게를 측정하여 흐른 전기량을 계산하는 방법을 알아보는 일반화학실험입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리 및 이론
(1) 전기분해(electrolysis)
(2) 패러데이의 전기분해법칙 (Faraday`s law of electrolysis)
(3) 전기화학당량(electrochemical equivalent)
(4) 도금 (plating)
3. 실험기구 및 시약
4. 실험방법
5. 실험 결과
6. 주의사항
7. 토의 사항
8. 참고 문헌

본문내용

(1) 전기분해(electrolysis)
전극을 통해서 전원에서 공급되는 전류에 의해서 일어나는 화학반응을 전기분해(electrolysis)라고 한다. 이 전기분해는 자발적인 화학반응의 경우에서 일어나는 화학전지의 경우와는 정 반대라고 할 수 있다. 즉 비자발적인 반응이므로 전기반응을 이용하여 이 비자발적인 반응을 일으킬 수 있다는 것으로 전기 분해 반응을 이용하면 다른 방법으로 는 일어나지 않는 화학 반응을 일으킬 수 있기 때문에 여러 산업 분야에서 활용되고 있다. 염소 가스나 알루미늄을 생산하는 공정이 대표적인 전기 분해 반응이다.
전기 분해 반응을 일으키기 위해서는 화학 전지와 마찬가지로 염다리로 연결된 두 개의 반쪽 전지로 구성된 전기 분해 전지인 다니엘 전지(electrolytic cell)를 만들어야 한다. 외부에서 전류를 흘려주지 않으면 환원력이 큰 물질이 들어있는 전극에서 산화력이 큰 물질이 들어있는 전극으로 전류가 흐르겠지만, 반대 방향으로 전류가 흐르도록 외부에서 전류를 강제로 흘려주면 환원력이 더 큰 물질이 오히려 환원되고, 산화력이 더 큰 물질은 산화되는 반응이 비자발적으로 일어나게 된다. 이런 반응이 일어나도록 하기 위해서는 자발적인 반응에 의하여 두 전극에 만들어지는 전위차보다 더 큰 전위차를 가진 전류를 흘려주어야 하고, 반응이 진행된 정도는 흘려주는 전류의 양에 의해서 결정된다. 이러한 전기분해의 경우 대부분 그 극성에 연결되어지는 금속의 이온화 정도와주어지는 전류의 세기에 따라 그 변화정도가 다르며 대게 일반적으로 전류가 강하면 강할수록 이 전기분해 반응은 더 더욱 가속화 된다. 이런 반응을 이용하면 용액 속의 금속 이온이 환원되어서 전극의 표면에 코팅이 되거나, 전기 활성 물질(electroactive substance)이 환원되어 용액 속에 녹아있거나, 기체 상태가 되어서 용액 밖으로 빠져 나오기도 한다. 금속을 전극 표면에 코팅 하는 전기도금(electroplating)은 산업적으로 유용할 뿐만 아니라 생활용품의 품질을 향상시키는 데에도 많이 사용된다.

참고 자료

(1) 일반화학 5판, Zumdahl, 2002, 자유아카데미
(2) 화학실험, 화학교재편찬연구회 1999, 녹문당
(3) 일반화학실험, 김은경, 김병철 1999, 북스힐
(4) 최신 일반화학실험, 이동섭 , 1999 동화기술
(5) 화학의 기초, 북스힐, Paul B.Kelter, 2005
(6) 표준일반화학실험, 천문각, 이덕길, 2009
(7) 아카데미화학, 한국투허아카데미, 이수열, 2006
(8) 화학의 기본개념, 자유아카데미, Leo.J.malone, 2005