농도차 전지 실험 보고서 - nongdocha jeonji silheom bogoseo

목차

1. 실험 목표
2. 실험 결과
실험 1. 전기화학적 서열
실험 2. 화학 전지
실험 3. 농도차 전지
3. 결과 분석 및 토의
실험 1. 전기화학적 서열
실험 2. 화학 전지
실험 3. 농도차 전지

본문내용

같은 아연이므로 A와 C의 계수 a, c는 1이다. 전자가 2개 관여하므로 n = 2 이고, E0 = 0 이므로, 농도차 전지의 이론값을 정리하면
E = 0 - log
이 된다.
① 먼저 0.0100 M 농도인 질산아연 수용액과 1.00 M 농도인 질산아연 수용액으로 만든 농도차 전지의 전위차 이론값은 다음과 같다.
0.0592 .0.0100
2 1.00
E = - log = 0.0592 V
0.0592 - 0.056
0.0592
실험으로 얻은 전위차의 결과값은 0.056 V로 이론값과 근사한 값이 도출되었다. 이론값 0.0592 V와 실험값 0.056 V를 비교하여 보았을 때, 오차는
× 100 = 5.4054… ≒ 5.41 %로 도출되었다.
② 다음으로 0.00100 M 농도인 질산아연 수용액과 1.00 M 농도인 질산아연 수용액으로 만든 농도차 전지의 전위차 이론값은 다음과 같다.
0.0592 0.00100
2 1.00
E = - log = 0.0888 V
0.0888 - 0.086
0.0888
실험으로 얻은 전위차의 결과값은 0.086 V로 이론값과 근사한 값이 도출되었다. 이론값 0.0888 V와 실험값 0.086 V를 비교하여 보았을 때, 오차는
× 100 = 3.1531… ≒ 3.15 %로 도출되었다.
이 실험에서 얻은 결과로 보았을 때, 한쪽 전극의 농도가 0.0100 M 농도였을 때보다 0.00100 M 농도였을 때의 전위차 값이 더 컸다. 즉, 같은 금속의 질산염 수용액을 농도를 다르게 하여 농도차 전지를 만들 때, 양 전극의 농도 차이가 클수록 전지의 기전력은 커짐을 알 수 있다.

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농도차 전지
1)농도차 전지
두 반쪽 반응이 같고, 각 반쪽 전지의 농도가 다른 갈바니 전지이다. 농도가 진한 쪽이 cathode1)1) cathode:음극
가 되고 연한 쪽이 anode2)2) anode:양극
가 된다. 회로가 연결되면 농도가 동일하게 될 때까지 자발적인 반응이 일어난다. 농도가 진한 쪽에서는 자신의 농도를 줄이기 위해 환원되고 묽은 쪽에서는 농도를 크게 하기 위해 산화가 일어나게 된다.
예를 들면, Cu|CuSO4(진한 용액),CuSO4(묽은 용액)|Cu이다. 두 전극의 이온의 활성도를 a1, a2라 하면 농도차전지의 기전력E는 아래와 같다.
[식1]
F:패러데이상수, n:이온 하전수의 변화, R:기체상수, T: 절대온도

[그림1]

[그림1]은 두 반쪽 반응이 같고, 각 반쪽 전지의 농도가 다른 농도차 전지 그림이다.
농도가 진한 쪽에서는 자신의 농도를 줄이기 위해 환원되고 묽은 쪽에서는 농도를 크게 하기 위해 산화가 일어나게 된다.

(2) 산화-환원 반응
산화-환원 반응은 한 화학종으로부터 다른 화학종으로 전자의 이동을 수반하는 반응. 대부분 가역반응이고 질량작용의 법칙에 따른다. 반응의 평형상태는 산화제가 전자를 얻으려는 힘과 환원제가 전자를 내 주려는 힘. 즉, 산화력과 환원력의 경쟁으로 결정된다.
- 산화 (Oxidation) : 어떤 원자가 전자를 잃어버리는 반응
- 환원 (reduction) : 어떤 원자가 전자를 얻는 반응
산화에서의 산화수의 변화는 이온인 경우는 양전하의 증가, 음전하의 감소로 나타나는데 어느 경우든 그것은 전자를 방출하는 반응이 산화가 된다. 예를 들면, 아연을 묽은 황산에 녹일 때의 반응은
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 이며, Zn은 Zn2+가 되어 양전하가 증가하고 있으므로 산화이다.

....

[자연과학] 농도차 전지

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  • 2014.03.26 / 2019.12.24
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하고 싶은 말 열심히 작성하고 좋은 평을 받은 자료 입니다. 감사합니다. 본문내용 1)농도차 전지
두 반쪽 반응이 같고, 각 반쪽 전지의 농도가 다른 갈바니 전지이다. 농도가 진한 쪽이 cathode가 되고 연한 쪽이 anode가 된다. 회로가 연결되면 농도가 동일하게 될 때까지 자발적인 반응이 일어난다. 농도가 진한 쪽에서는 자신의 농도를 줄이기 위해 환원되고 묽은 쪽에서는 농도를 크게 하기 위해 산화가 일어나게 된다.
예를 들면, Cu|CuSO4(진한 용액),CuSO4(묽은 용액)|Cu이다. 두 전극의 이온의 활성도를 a1, a2라 하면 농도차전지의 기전력E는 아래와 같다.
참고문헌 [1]//www.scieng.net/zero/view.php?id=tech&page=7&category=&sn=off
[2]//www.cyberschool.co.kr/html/text/chm/chm554.htm
[3]//blog.naver.com/atfrontier/10090439191
[4]//blog.naver.com/amen15/66548891
[5]nano allpll 화학I,Ⅱ
[6]일반화학 Oxtoby Freeman Block저 fourth edition p506~511

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