일반화학실험 : 화학 전지

소개글

물질은 기본적으로 전기적이다. 실험 1에서는 전기전도도를 통하여 물질의 전기적 본질을 관찰하고 확인한다. 실험 2에서는 구리, 아연, 납의 반응성을 비교하여 이들의 전기화학적 서열을 정해본다. 실험 3에서는 아연과 구리 전극으로 다니엘 전지를 만든 후 농도에 따른 전지의 기전력을 측정하여 전기화학의 기본인 네른스트식을 테스트하고, 나아가서 실험 4에서는 잘 녹지 않는 염의 용해도 곱 상수(solubility product)를 구해본다. 이런 복합적인 실험을 통해 전기화학의 기본을 체험적으로 학습해보는 실험레포트입니다.

단. 실험 4 는 어떻게 해결하는지 방법적인것만 제시하였고 결과는 생략하였습니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
가. 물질은 기본적으로 전기적이다. 실험 1에서는 전기전도도를 통하여 물질의 전기적 본질을 관찰하고 확인한다. 실험 2에서는 구리, 아연, 납의 반응성을 비교하여 이들의 전기화학적 서열을 정해본다. 실험 3에서는 아연과 구리 전극으로 다니엘 전지를 만든 후 농도에 따른 전지의 기전력을 측정하여 전기화학의 기본인 네른스트식을 테스트하고, 나아가서 실험 4에서는 잘 녹지 않는 염의 용해도 곱 상수(solubility product)를 구해본다. 이런 복합적인 실험을 통해 전기화학의 기본을 체험적으로 학습한다.
나. 화합물들 사이에 자발적으로 일어나는 전자 이동반응을 이용하여 전기에너지를 얻는 전지 의 원리를 알아보고 몇 가지 금속 이온의 전기화학적 서열을 확인한다.
다. 산화-환원 반응에 동반하는 전자의 흐름을 이용하여 만들어진 전자의 기본원리를 이해 하 고 전자의 전위차와 산화-환원력에 대해 알아본다.
라. 금속의 산화-환원 반응을 이용하여 이온화 경향 순서를 알아보고 금속의 상대적인 반을 성을 결정한다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 실험 배경
전자를 이해하는 것은 화학을 이해하는 것이라고 해도 과언이 아니다. 전자는 원자들이 화학 결합을 통해서 분자를 만드는데 직접적으로 관여한다. 또한 화학의 중심에 자리잡고 있는 산/염기와 산화/환원은 전자를 통해 떼어놓을 수 없는 밀접한 관계를 지니고 있다. 생각해보면 전자는 참으로 신비스러운 입자이다. 질량은 양성자의 1840분의 1 밖에 안되면서도 전하의 절대값은 양성자와 같다. 딱히 어디 있다고 말하기도 어렵게 원자 크기의 전부를 전자구름으로 채우고 있으면서 저보다 수천 배나 무거운 원자핵의 위치를 지정한다. 원자핵들 사이의 거리와 각도 모두를 말이다. 전자가 없다면, 아니 전자가 관여하는 화학결합의 원리가 없다면 원자핵들은 무질서하게 뒤섞여 버릴 것이고, 분자는 아예 존재할 수 조차 없을 것이다.
전자가 가볍고 유동적인 것은 또한 전신 전화기, 라디오, TV, 반도체, 집적회로, 컴퓨터 등 각종 전자 기기의 존재 근거가 된다.

참고 자료

표준 일반 화학 실험 제 6 개정판, 천문각, 2005, p.149～155, 실험 18 화학 전지와 전기화학적 서열
일반화학, 일반화학교재연구회, 자유아카데미, 2013
일반화학실험. 화학교재연구회. 사이플러스, 2011
Principles of Modern Chemistry 6th Ed. Oxtoby 외, Ch 17. Electrochemistry
일반화학 제 8판, Raymond Chang, 일반화학교재연구회 역, 자유아카데미, 2014년, p.107～114
생명의 화학, 삶의 화학, 김희준 외, 9장. 평형반응
생활 속에 숨겨진 화학의 이해. 화학교재연구회. 사이플러스, 2011
현대 분석 화학, David Harvey, 녹문당, 2001, p.462～470