Exp16_전기화학과 네른스트 식

소개글

고려대학교 일반화학실험2 과목 결과보고서입니다.

Exp16_전기화학과 네른스트 식 결과보고서 입니다.

2020-2학기 일반화학실험2 A+받았습니다.

목차

1. Abstract
2. Data & Results
3. Calculations & Analysis
4. Conclusions
5. Discussion
6. References
7. 실험 결과표

본문내용

I. Abstract
이번 실험은 네 가지의 실험이었다. 먼저 Zn, Pb, Cu 금속조각을 각각의 수용액에 넣어보고 변화를 관찰함으로써 전기화학적인 서열을 확인할 수 있었고, 이를 이론적으로 배운 이온화경향과 비교해보아 일치함을 알아보는 실험을 먼저 진행하게 되었다. 이후, Zn-Pb, Zn-Cu, Pb-Cu 세가지의 화학 전지를 제작한 뒤 표준 환원 전위표와 비교하여 실제로 전위차를 측정해 봄으로써, 산화반응과 환원 반응의 표준 환원 전위차와 비교해보며 오차를 비교하는 실험을 하였다. 세번째로는 표준 상태의 전지가 아닌 비 표준상태의 전지를 만들어 본 뒤 Nernst 식에 대입하여 예측을 해보고, 전위차를 실제로 측정해보며 비교를 해 보는 과정을 거치며 Nernst 식이 실제로도 적합한지 알아보는 과정을 거쳤다. 마지막으로는 전기 화학을 통해 용해도 곱 상수를 측정할 수 있는데, 이를 실제로 계산해보는 과정을 거쳤다. 앞서 계산한 전위차들을 바탕으로 Nernst 식에 존재하는 log값 내의 농도 변수를 계산하는 과정을 통해 용해도 곱 상수를 측정해 보았다.
이번 실험에서 대체적으로 이론적으로 배운 값과 실험값이 오차가 적다는 사실을 보고 이론과 실제가 일치함을 느꼈다. 하지만 실제 표준상태인 25℃, 1atm을 정확하게 맞추고, 금속 표면을 사포로 문지른 뒤 순수한 금속 표면을 수용액 내에 넣고, 염다리를 매 실험마다 새 것으로 교체를 했다면 더욱 더 오차가 작아졌을 것이라고 예상이 된다. 또한, 두번째 실험에서 Zn-Pb 의 경우엔 다른 전지와는 다르게 약간 오차가 더 컸다. 그 이유는 실험적인 과정의 실수에서 비롯된 오차가 아닌 과전압 때문이었다는 사실을 추가적으로 알 수 있었다.
표준 용액일 때에는 교재의 부록의 표준 환원 전위 표를 참고하여 계산을 하는 것이 정확하고, 표준 용액이 아닐 경우, Nernst 식을 사용하여 계산하면 상당히 정확한 값의 전위차를 지님을 알수 있었다. 또한 Nernst 식을 사용하여 고체 염의 용해도 곱 상수를 구해 용해도를 간접적으로 알 수 있는 실험이었다.

참고 자료

이석중, 전민아, 최진주, 고려대학교 교양화학실, 일반화학실험, 2019
경, 동. (2004). 전극과 전해질이 화학전지의 전압에 미치는 영향에 관한 연구 [Ebook] (p. 128). 화학교육.
화학전지 - 볼타전지와 다니엘전지 2011/09/20. (2020). Retrieved 8 November 2020, from
https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=novem01124&logNo=80147326949&proxyReferer=https:%2F%2Fw
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Zumdahl, S. S. Chemical Principles, 8th ed.; Houghton Mifflin: Boston, MA, 2002; p 813-833