일반화학실험 화학실험2 화학전지 (서울대 자연대생, 2021년 2학기)

소개글

2021년 2학기 일반화학실험 화학실험2 서울대 실험보고서입니다.

학점 후회 없으실 것입니다.

목차

I. Abstract

II. Introduction
1.실험의 목적
2.이론적 배경

III. Results & Discussion
1.실험1 – 전기전도도
2.실험2 – 전기화학적 서열
3.실험3 – 화학전지

IV. Conclusion

V. Reference

VI. <과제>
1.Q1 Galvanic cell과 Electrolytic cell 두 가지 cell의 차이점을 자세히 비교해 설명하시오. [각 cell의 diagram 포함하여 설명] (10 pt)
2.Q2 다음과 같은 다니엘 전지의 반쪽반응 각각을 기술하고, 산화/환원 반응을 명시하시오. 반응이 일어날 때 염다리(KCl, 한천)에서 어떤 이온이 어떤 방향으로 흘러가는가? Zn(s) | Zn2+(0.1M) || Cu2+(0.1M) | Cu(s) (10 pt)
3.Q3 다니엘 전지를 다음과 같은 조건으로 장치한다고 할 때, 나타나는 이론적인 기전력을 구하시오. (E0=1.10 V, [Cu2+]=0.0002 M, [Zn2+]=0.02 M, 25℃) (10pt)

본문내용

I. Abstract
본 실험에서는 증류수, 설탕물, 소금물 등의 여러 물질의 전기전도도를 건전지가 장착된 회로 에 연결하여 관찰하였고 이중 소금물만이 전기전도도가 높다는 것을 확인하였다. 또한 구리, 아연, 납의 이온화 경향성을 금속 반응성을 통해 파악하였고 전기화학적 서열이 Zn > Pb > Cu으로 이온화 경향성이 높아진 다는 것을 확인하였다. 그리고 구리, 아연, 납을 활용하여 다니엘 전지를 제작하 고 기전력을 측정했으며 대표적으로 0.1M CuSO4, 0.1M ZnSO4 을 활용한 다니엘 전지에서 기전력이 1.105V로 측정되었고 이는 이론값과의 0.45% 오차를 나타내는 값이었다. 또한 금속이온의 농도를 다르게 하여 다니엘 전지의 기전력을 측정하여 네른스트 식이 어느정도 잘 성립됨을 확인하였다.
이를 통해 물질의 전기전도도, 전기화학적 서열, 그리고 다니엘 전지의 기전력과 네른스트식에 대한 이해를 제고할 수 있었다.

II. Introduction
2.1 실험의 목적
본 실험의 목적은 물질의 전기전도도와 전기화학적 서열를 이해하고 다니엘 전지의 기전력 측정을 통한 네른스트식 성립 확인하는 것에 있다. 이를 위해 증류수, 설탕물, 소금물 등의 물질 의 전기전도도를 건전지의 외부 전기에너지로 작동하는 회로의 일부분으로 하여 전기가 흐르는지 확인하였다. 또한 물질의 전기화학적 서열을 이해하기 위해 구리, 아연, 납의 이온화 경향성을 금 속 반응성을 통해 확인하였다. 또한 네른스트식의 성립을 확인하기 위해 구리, 아연, 납을 활용하 여 다니엘 전지를 제작하고 기전력을 측정하였으며, 용액 속 금속이온의 농도를 다르게 하면서 전지의 기전력을 측정하여 네른스트 식이 어느 정도 성립되는지 확인하였다.

2.2 이론적 배경
2.2.1 산화환원반응
물질은 원소로 이루어져 있는데 각 원소는 고유한 전기음성도를 가져서 전자를 핵 주위로 끌어당기는 능력이 다르다.

참고 자료

Silberberg, M.S.; Amateis, P. Chemistry: The molecular nature of matter and change. 9th ed.; McGraw-Hill Education: New York, NY, 2021, pp. 172-174.
Atkins, P.; Jones, L.; Laverman, L. Chemical Principles: The Quest for Insight. 7th ed.; W.H. Freeman and Company: New York, NY, 2016, pp. 545-547.
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