다니엘 전지의 열역학(결과)
- 최초 등록일
- 2009.10.20
- 최종 저작일
- 2009.05
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소개글
다니엘 전지의 열역학(결과)
16페이지.
목차
[ LIST OF CONTENTS ]
LIST OF CONTENTS
LIST OF TABLES
LIST OF FIGURES
1. ABSTRACT
2. INTRODUCTION
2.1 실험목적
2.2 실험이론
2.3 실험주의사항
2.4 시약의 특성
3. EXPERIMENTAL
3.1 기구 및 시약
3.2 실험절차
4. RESULTS
4.1 Raw data
4.2 Results
5. DISCUSSION
6. REFERENCE
본문내용
1. ABSTRACT
이번 ‘다니엘전지의 열역학’ 실험의 목적은 다니엘 전지를 사용하는 법을 익히고, 기전력을 측정하여 산화 환원반응의 열역학적 함수값 ∆G를 결정하는 법을 공부하는 데 있다.
다니엘 전지는 다니엘이 1836년 발명한 1차 전지로 황산 아연 용액에 넣은 아연을 양극, 황산구리 용액 속에 넣은 구리를 양극으로 하여 두 용액을 염류 용액으로 이어서 만든 전지이다. 여기서 염류 용액으로는 염다리를 사용한다. 자유에너지는 물질의 열역학적 성질을 규정하는 함수로, 어떤 화학반응이 계속 진행될 때 유효한 일을 하는 에너지이다. 다니엘 전지는 기본적으로 산화환원반응이며 전극전위는 Nernst식을 이용해 구할 수 있다.
이번 실험은 우선 비커에 증류수, 한천과 질산칼륨을 넣고 가열하면서 염다리를 만든다. 그 다음 100ml 부피플라스크에 황산구리와 황산아연 용액 1몰과 2몰을 만든다. 황산구리, 황산 아연용액을 각각의 비커에 담고 준비해 둔 염다리에 솜을 넣은 후 두 용액에 넣어 연결한다. 그리고 전선이 각각 연결된 구리판과 아연판을 각각 구리용액과 아연용액에 담그고 전극을 연결한다. 1몰과 2몰에 따른 기전력을 측정하고 염다리 하나일 때와 2개일 때의 기전력도 측정한다.
실험 결과 용액 1몰의 기전력은 1.5V, 2몰의 기전력은 1.7V이며 염다리의 개수에 따른 변화는 없었다. 실험 결과 얻은 데이터로부터 구한 자유에너지는 1몰 -2.89×105J , 2몰 -3.28×105J 이다.
오차의 원인에는 용액의 농도가 있다. 황산구리 2몰의 경우 고체가 잘 녹지 않았기 때문에 황산아연과 농도가 달라서 기전력 값에 오차가 생겼다. 또 다른 원인에는 염다리의 영향이 있다.
2. INTRODUCTION
2.1 실험목적
이 실험의 목적은 Daniell 전지를 사용하는 법을 익히고, 기전력을 측정하여 산화・환원반응의 열역학적 함수값 ∆G∘를 결정하는 법을 공부하는데 있다.
2.2 실험이론
2.2.1 개념 정리
2.2.1.1. 다니엘전지
다니엘이 1836년 발명한 1차전지로 황산아연 용액 속에 넣은 아연을 음극, 황산구리 용액 속에 넣은 구리를 양극으로 하며 두 용액을 염류 용액으로 이어서 만든 전지이다
5. DISCUSSION
실험 결과 용액 1몰의 기전력은 1.5V, 2몰의 기전력은 1.7V이며 염다리의 개수에 따른 변화는 없었다. 실험 결과 얻은 데이터로부터 구한 자유에너지는 1몰 -2.89×105, 2몰 -3.28×105이다. 오차율은 기전력의 경우 1몰 36.36%, 2몰 54.54%이고 자유에너지의 경우에는 1몰 36.32%, 2몰 54.71% 이었다.
오차의 원인에는 용액의 농도가 있다. 황산구리 2몰의 경우 고체가 잘 녹지 않았기 때문에 황산아연과 농도가 달라서 기전력 값에 오차가 생겼다. Nernst 식에 따르면 기전력은 두 용액의 농도 차에 따라서 달라진다. 따라서 두 용액의 농도차가 같지 않게 되면 오차가 발생하는 것이다. 이번 실험에서 이 부분이 제일 중요하였는데 몰농도를 고체의 용해도 범위 안에서 정하여 측정하는 것이 오차를 줄이는 방법이다.
또 적게는 염다리의 영향도 있다. 이번 실험에서 중요한 것은 염다리인데 염다리를 적절히 만들지 않으면 오차가 생기게 된다. 염다리는 전지의 전하균형을 위해 필요하기 때문에 중요하다.
이번 실험에서 기전력은 염다리의 개수와 무관하였는데 그 이유는 염다리 하나로도 두 용액의 전하균형이 충분히 이루어지기 때문인 것 같다. 하지만
참고 자료
1. H.S.Shin. Fundamental Chemical Engineering Laboratory Manual