Faraday's Law(전기분해법칙)

목차

1. 파라데이의 일생

2. 전기분해이론

3. Faraday's Law

4. 파라데이법칙을 이용한 구리전해정련실험

5. Reference

본문내용

Al-Cu계
① HNO3 : 50%
② HF : 1~3%
HNO3 : 10~30%
H2O : 67~89%
10~20초
Al-Mg계
H2SO4 : 15%
80~90℃ 2~3분
↓
HNO3 : 50%
5~10초
Al-Mg-Si계
① HNO3 : 3V
HF : 1V
상온, 15~60초
② NaOH : 5~10%
50~70℃ 10~60초
철 강
NaOH : 100~150g/ℓ
NaCN : 50~75g/ℓ
E.D.T.A : 30~50g/ℓ
활성제 : 0.2~5g/ℓ
50~70℃
Dk=5~10A/d㎡
NaOH : 150g/ℓ
NaCN : 75g/ℓ
글루콘산나트륨 : 50g/ℓ
활성제 : 0.2~g/ℓ
50~70℃
Dk=5~10A/d㎡
P.R법이 효과적이며
알칼리욕은 탈녹법이다.
스테인레스의
활성화
H2SO4 : 1%
HCl : 0.1%
상온 30초
H2SO4 : 5~50%
또는
HCl : 5~50%
상온
Dk=5~10A/d㎡
NiCl26H2O : 30~300g/ℓ
HCl : 15~150g/ℓ
상온 30초~5분
Dk=0.5~10A/d㎡
니켈 애노드 사용
(우드니켈 스트라이크욕)
6. Power supply가 무엇인가?
(1) Power supply
전압을 낮추어주는 트랜스는 물론 AC를 DC로 바꾸어주는 정류회로, 안정적인 전압을 공급해줄 수 있도록 캐페시터 등 다양한 부품으로 구성된 전원공급장치이다.
흔히 사용하는 어댑터도 AC를 DC로 바꾸어주는 전원공급장치의 일종이다. 우리나라는 전기를 공급하는 업체가 한전에서 공급되며, 또한 모두 AC입니다. 전압에 따라 220V나 110V를 많이 쓰고 있지만, 실제로는 거의 220V라고 할 수 있다. 이것을 가전제품이 쓰고 있는 DC로 바꾸고, 각종 부품이 필요한 전압으로 변경하는 장치가 필요합니다. 이런 역할을 하는 것이 바로 전원공급장치이다.
(2) 교류와 직류
전류는 전지의 에서 전구를 통하여 로 향하여 항상 같은 방향으로 흐르고 또 그 크기는 항상 일정하다. 이와 같이 전류의 방향이 같고 크기가 일정한 전류를 직류(DC)라 한다. 직류를 흐르게 하는 장치로는 건전지, 직류발전기, 정류기 등이 있다. 도금이나 전기분해 등 공업분에에는 물론, 무대와 스튜디오에서 Aro-Spot에서 사용된다.
교류란 교번 전류라는 의미이며 시간이 경과 됨에 따라 와 가 교대로 규칙적으로 변하는 전류이다.
우리 생활에 흔히 쓰이는 전등,전화,라디오,TV,선풍기 등에 쓰이는데 밀접한 관계가 있다. (일반 가정용 110V, 220V) 전압이 고르지 못하며 + 극과 - 극의 구별이 어렵다
그 변하는 속도는 여러 가지이나 주로 1초간에 60회 변한다.
이 변하는 횟수를 주파수라 하고 헤르츠(㎐)로 나타낸다. 주파수는 배전선에서는 60㎐가 사용되나 라디오 방송에서는 535㎑부터 1660㎑의 전파가 사용된다. 텔레비전에서는 100㎒(108㎐) 이상 주파수의 전파가 사용되고 있다.
도금에 사용되는 전류는 보통 직류이다. 교류만으로는 도금할 수 없다. 따라서 여러 가지 방법으로 배전선의 교류를 직류로 고쳐서 사용한다. 교류를 직류로 고치는 것을 정류라한다.
(3) 정류
도금 작업에 사용하는 전류는 직류이고 교류는 환풍기나 여과기, 송풍기 등의 도금 시설 모터를 돌리는 데 사용한다. 따라서 발전소에서 보내온 전기는 거의 교류이기 때문에 일상 사용하는 것도 교류이다. 도금 작업을 하는 데는 전지와 같은 직류를 사용하든지 또는 어떠한 방법으로든 교류를 직류로 고쳐서 사용한다.
정류의 간단한 것을 《그림 2》에 나타낸다. 정류 소자는 그림의 화살표 방향으로만 전류를 흘리기 때문에 교류 전류가 사인파라면 그림과 같이 전류를 반사이클만 흐르고 다운 반사이클은 거의 흐리지 않는다. 따라서 (b)와 같이 교류를 정류되어서 (c)와 같은 형태가 된다. 이러한 정류를 반파 정류라 한다.
《그림 3》는 정류 소자 2개를 접속한 것이며 이 경우에는 2개의 정류 소자의 전류가 겹쳐서 저항에 흐르는 전류는 쉬는 기간이 없기 때문에 (c)와 같이 정류된다. 이것을 전파 정류라 한다.
《그림 4》과 같이 정류 소자 4개를 조합한 접속에서도 전파 정류를 행할 수 있고 이 방법이 일반적으로 널리 사용되고 있다.
3상 교류인 경우에는 정류 소자 3개 또는 6개를 사용해서 각각 3상 반파 및 3상 전파의 직류를 얻을 수 있다.
7). 고 찰
페러데이 전기분해 법칙을 이용하여 금속석출 반응 실험을 통해서 이론값과 실험값을 비교해 보았다.
99.79%라는 큰 오차가 발생하였다. 이유는 다음과 같다.
반응후 건조 및 측정시에 석출된 일부 금속이 떨어져 나갔으며, CuSO4 수용액 속에 석출된 구리를 시간관계상 측정하지 않았다.
금속 석출 반응의 요인은 몰농도, 시간, 전류세기, 전극간 거리등이 작용한다. 정확한 결과값을 얻기 위해서 위의 4가지 요인들의 조정이 필요하겠다. 높은 몰농도, 장시간, 높은 전류의 세기, 전극간의 간격은 좁게 한다면 이론값이 가까운 결과값을 얻을수 있을 것 이다.
구리석출 반응은 구리이온에 전자가 결합하여 구리로 석출되는 환원반응이다. 페러데이 전기 분해 법칙은 전기를 이용해서 전자를 공급해서 반응을 일어나게 하였다. 하지만 그림의 장치와 같이 만든후에 전기를 연결하지 않아도 반응이 일어난다. 극히 소량이지만 실험을 할 때 오차를 발생시킨 하나의 요인인다.
H2SO4 0.5M 10분간 전기 분해에서는 이론적인 측면을 뛰어 넘는 결과값을 얻었다. (-)극에서는 환원 반응으로써 구리의 석출이 일어나므로 무게가 증가하고 (+)극은 산화반응으로서 무게가 감소해야한다. 하지만 두 극에서 모두 감소하는 결과가 나왔다. 실험과정에서 큰 실수를 하여거나 기기의 오작동이 발생한거 같다.
5. Reference
사이트
http://kin.naver.com/db/detail.php?d1id=11&dir_id=110107&eid=HT5eXFZAgKapIVHndwGuu5pCUidiaP/g&qb=xuS3r7WlwMw=
문헌
1. 알기 쉬운 전기 도금 - 일본직업훈련연구센터 저, 세화, 1992
2. 화학 - James, E. Brady, 자유아케데미, 1998
3. 화학야금 - 이광학, 1991

키워드

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