화학전지의원리

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화학전지의원리
화학 전지의 원리

1. 개관

화학 전지는 산화 환원 반응에 수반되는 화학에너지를 전기에너지로 바꿀 수 있는 장치로, 실생활에서 여러 가지로 편리하게 이용되고 있다. 1799년 이탈리아 과학자 볼타(1745～1827)는 원반 모양의 아연판과 은 판을 쌍으로 쌓아 올리고, 그 사이에 묽은 황산을 적신 종이를 끼워 넣은 화학전지를 만들었다. 이것이 화학 전지의 기원이다. 이러한 화학전지는 가정에서뿐만 아니라, 공장, 자동차, 우주선 등에 광범위하게 쓰인다.

(1) 화학 전지의 원리 : 이온화 경향이 다른 두 금속을 전해질에 꽂고 두 금속을 도선으로 이으면 전류가 흐른다.

(-)극: 이온으로 되려는 경향이 큰 금속(산화가 일어난다.)
Zn → Zn2+ + 2e-
(+)극: 이온으로 되려는 경향이 작은 금속(환원이 일어난다.)
Cu2+ + 2e- → Cu

(2) 전지의 표현

(-)극 물질 ｜ 전해질 ｜(+)극 물질
예) 볼타전지 :(-)Zn ｜묽은 황산｜ Cu(+)
다니엘 전지 :(-)Zn ｜ZnSO4 | CuSO4｜ Cu(+)
※｜는 상의 경계 표시 (Zn은 고체, 묽은 황산은 액체)
|는 염다리 표시

2. 탐구 목표

볼타 전지의 원리를 통하여 여러 가지 전지에서 전류가 발생되는 과정을 알아본다.

【준비물】비커(100mL), 구리판, 아연판, 철판, 마그네슘판, 전압계, 전류계, 사포, 연결용 도선, 묽은 황산, 진한 황산, 꼬마전구, 스위치

3. 탐구 과정

(1) 사포로 아연과 구리의 두 금속판을 문지른 후, 그림과 같이 비커에 두 금속판을 연결용 도선을 이용하여 설치하고, 전류계와 꼬마전구를 연결한다.

2) 비커 속의 금속판이 정도 잠기도록 묽은 황산 수용액을 넣는다.

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