[화학실험보고서] 화학전지

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[화학실험보고서] 화학전지
[화학실험보고서] 화학전지

실험목적
산화 ․ 환원 반응에 동반하는 전자의 흐름을 이용하여 만들어진 전지의 기본 원리를 이해하여 전지의 전위차와 산화 ․ 환원력, 산화 ․ 환원 반응의 평형상수 등과의 관계를 알아본다.

실험원리
산화 ․ 환원 반응

산화(oxidation)
환원(reduction)
전자의 이동에 의한 정의
어떤 원자가 전자를
잃어버리는 반응
어떤 원자가 전자를
얻는 반응
산소의 결합이나
분리에 의한 정의
산소가 다른 원소 또는
화합물과 결합하는 반응
산화물이 산소를 잃는 반응

≫ 산화 ․ 환원 반응은 전자를 내어주는 환원제와 전자를 받아들이는 산화제의 쌍의 작용 으로 일어남 (→잃고 얻는 전자 수는 동일)
≫ 산화 ․ 환원 반응의 척도 : 전위차 (표준 수소 반쪽 전지를 기준으로 측정)
* 표준 수소 전극 : 백금 전극을 사용하여 1M의 H+수용액과 접촉하고 있는 1기압 H2기체로 이루 어진 반쪽전지가 나타내는 전위차를 0.00V로 정하는 것 , 모든 표준 전극 전위의 기준이 된다.
2H+(aq,1M) +2e+ → H2(g, 1atm), E°= 0.00V

화학 전지 - 자발적으로 일어나는 산화 ․ 환원반응으로 인하여 생기는 전자의 이동을 이용하여 전류를 얻는 장치 ( 화학에너지 → 전기에너지 )

(-)극
․ 전자를 내놓는 산화 반응이 일어남
․ 전극 : 이온화 경향이 큰 금속
(+)극
․ 전자를 얻는 환원 반응이 일어남
․ 전극 : 이온화 경향이 작은 금속이나 탄소 막대

산화 ․ 환원 반응의 자발성 - 산화 ․ 환원 반응의 표준 전극 전위 E°의 값이 (+)이면 정반응이 자발적으로 진행되고, (-)이면 역반응이 자발적으로 진행된다. 또한 E°의 값이 (+)이면 그 값이 클수록 쉽게 환원될 수 있는(이온화 경향이 작은)금속이며, (-)값이면 수소보다 산화반응이 일어나기 쉽다는 것이다.

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