화학전지 실험 (예비) : 금속의 산화력 또는 환원력의 크기를 비교해보고, 질산아연과 질산구리를 이용하여 화학전지를 만들어 화학전지의 기전력을 측정한다

소개글

화학전지 실험 (예비) : 금속의 산화력 또는 환원력의 크기를 비교해보고, 질산아연과 질산구리를 이용하여 화학전지를 만들어 화학전지의 기전력을 측정한다에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험주제 : 화학전지

실험목적

실험기구 및 시약

시료

실험이론

*출처

본문내용

다. 볼타 전지는 화학 전지의 가장 기본이 되는 전지로, 이탈리아의 물리학자인 볼타가 발견하였다. 볼타는 서로 다른 두 금속판 사이에 전해질을 포함한 가죽을 넣고 두 금속을 선으로 연결하면 전기가 발생한다는 사실을 알아내고, 전기 발생의 원인이 두 금속의 접촉에 있다고 보았다. 그러나 화학 전지에서 전기의 발생은 단순히 두 금속의 접촉이 아닌 산화, 환원에 의한 전위차가 그 원인이라는 사실이 독일의 물리학자인 리터와 영국의 물리학자인 패러데이에 의하여 밝혀졌다.
구리판과 아연판을 묽은 황산 용액에 담그고 구리판과 아연판을 도선으로 연결하면 전기가 발생한다. 이 경우 반응성이 큰 금속인 아연이 전자를 내어놓고 산화되어 아연 이온으로 용액 속에 녹아 들어간다. 아연이 내어놓은 전자는 전위차에 의하여 도선을 따라 구리판으로 이동하고, 구리판에서는 용액 속의 수소 이온이 전자를 얻어 수소 기체로 환원된다.
그런데 이때 구리판에 미처 떨어져 나가지 못한 수 소 기포가 빽빽하게 달라붙어 전하의 흐름을 방해하 므로 전압이 크게 떨어진다. 이러한 현상을 분극 작 용이라고 한다. 분극 작용을 억제하려면 산화제를 구 리판 주변에 뿌려 준다. 볼타 전지는 휴대가 불편하 고 분극 현상이 일어난다는 단점 때문에 오늘날에는 쓰이지 않는다.
2차전지 (재사용 가능 전지)
종류 : 니켈-카드뮴전지, 납-산 축전지
: 몇가지 전지는 전극에서의 산화-환원 반응이 에너지를 투입함으로써 역으로 진행할 수 있어 전지가 충전이 가능하다. 이 형태의 전지를 2차 전지라 한다. 유리한 조건에서 2차 전지는 여러 번 방전과 충전이 가능하다.
- 납-산 축전지 : 자동차에 사용되는 친근한 전지이다. 방전됨에 따라 양극에서 금속 납은 황산납으로 산화되고, 음극에서 이산화납()의 는 황산납의 로 환원된다. 이 반응은 황산(축전지 산)의 존재 하에서 진행되며 이 반응의 반응식은 다음과 같다.
산화(양극)
환원(음극)
알짜 반응
납-산 전지는 각 전극에서 생성된 황산납이 불용성이어서 전극표면에 남아 있으므로 재사용이 가능하다. 충전이 필요할 때, 황산납은 역반응에 필요하다.
2차 전지의 충전에는 전지에서 전자의 흐름 방향을 역전시키는 것이 필요하며, 발전기나 교류발전기로 이것이 가능하다. 충전이 일어날 때 각 전극에서의 반응은 반대로 진행된다.
차의 시동을 걸 때 전지의 방전
화학에너지 전기에너지
차가 운행 중일 때 전지의 충전
전기에너지 화학에너지
자동차의 납-산 축전지의 정상적 충전은 운행 중에 일어난다. 전압조정기는 교류발전기의 전압을 감지하여 전지의 전압을 초과하면 전기에너지를 전지로 돌려보내 충전하게 된다. 납- 산 축전지의 충전 순환과정에서 물은 음극에서 수소로 환원되고 양극에서는 산소로 산화된다.
- 납-산 축전지 -
- 니켈-카드뭄 전지
양극에 니켈의 수산화물을, 음극에 카드뮴을 사용한 알칼리 축전지이다. 열차점등용 ·통신전원 ·전기차 동력 ·디젤 기관의 시동, 기타 고율방전용 등에 이용된다.
전해액은 20~25% 수산화칼륨 수용액에 소량의 수산화리튬을 첨가한 것이 많이 사용된다. 음·양의 두 극판은 서로 엇갈리게 짜서 니켈을 도금한 강판제, 또는 스티롤 등의 합성수지로 된 전해조에 넣고, 두 극판은 염화비닐 등의 다공판인 세퍼레이터로 격리한다. 기전력은 1.33~1.35V이며, 보통 20~45℃에서 사용이 가능하다. 충전할 때는 전해액이 감소하므로 물을 보충한다.
*출처
2013. 일반화학. 일반화학교재연구회. 자유아카데미
2011. 일반화학실험. 화학교재연구회. 사이플러스
2008. 생활 속에 숨겨진 화학의 이해. 화학교재연구회. 사이플러스
두산백과, 네이버 이미지, 구글 이미지

키워드

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