일반화학실험2 결과보고서 실험 25. 화학전지 - 오렌지 쥬스 전지

소개글

"일반화학실험2 결과보고서 실험 25. 화학전지 - 오렌지 쥬스 전지"에 대한 내용입니다.

목차

Ⅰ. 실험 데이터 및 처리
1. Part I: 오렌지 쥬스 전지
2. Part II: 금속의 이온화경향
3. Part III
4. Part IV: 전지의 직렬 및 병렬 연결

Ⅱ. 실험 결과에 대한 고찰

Ⅲ. 다음의 질문에 답하시오.
1. Daniel 전지는 염다리(salt bridge)를 포함하고 있다. 이 염다리의 역할은 무엇인가?
2. 우리 생활에서 많이 사용되는 건전지는 또 하나의 볼타 전지이다. 건전지의 구조에 대하여 알아보자. 건전지의 산화전극은 어떻게 구성되며 산화전극에서의 반응은 무엇인가? 건전지의 환원전극은 어떻게 구성되며 환원전극에서의 반응은 무엇인가?

본문내용

1. Cu와 Zn 금속판을 사용한 오렌지 쥬스 전지에서 산화되는 것은 무엇인가? 환원되는 것은 무엇인가? (힌트: 모든 전극이 반응에 참여하는 것은 아니다. 반응하지 않는 전극은 비활성 전극(inert electrode)이라 한다.)

산화되는 것은 Zn이며 환원되는 것은 H+이다.
Zn, H+, Cu 중에서 산화되려는 경향이 가장 큰 물질은 아연이기 때문에 아연 금속은 전자를 내주고 Zn2+로 산화된다. 전자는 도선을 따라 구리 금속 쪽으로 이동한다. 구리 금속 쪽으로 이동한 전자는 수소 이온(H+)과 반응하여 수소 기체로 환원된다.

2. Cu 금속판 대신 탄소(C) 막대를 사용한 오렌지 쥬스 전지에서 산화되는 것은 무엇인가? 환원되는 것은 무엇인가?

산화되는 것은 Zn이며 환원되는 것은 H+이다.
Zn, H+, C 중에서 산화되려는 경향이 가장 큰 물질은 아연이기 때문에 아연 금속은 전자를 내주고 Zn2+로 산화된다. 전해질 수용액의 수소 이온(H+)은 전자와 반응하여 수소 기체로 환원된다.

3. 전극으로서 Cu를 사용할 때와 탄소를 사용할 때, 오렌지 쥬스 전지의 전압에 차이가 있는가? 전류에는 차이가 있는가? 이에 대한 이유를 설명하라.

전극으로서 Cu를 사용할 때는 탄소를 사용할 때보다 전류가 0.55A만큼, 전압이 0.16V만큼 크게 측정되었다.
전극으로 Cu와 탄소를 사용했을 때, 전압과 전류에 차이가 있는 것은 표준 환원 전위 때문이다. 표준환원전위가 다르기 때문에 전류와 전압에 차이가 생긴 것이다.

4. 앞의 1-3 에서의 결과를 토대로, 오렌지 쥬스 전지에서 Cu 전극은 어떠한 역할을 한 것인가? 오렌지 쥬스 전지에서 Cu 전극을 탄소 전극으로 바꾸어도 되는가?

Cu 전극은 Zn 전극과 전위차를 만들어 전류가 흐르게 한다. 그래서 전위차만 만들면 되기 때문에 Cu 전극이 아니라 표준 환원 전위가 차이만 나면 바꿔도 괜찮다.

참고 자료

https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5827710&cid=62802&categoryId=62802
(염다리, 화학백과)
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5741250&cid=60217&categoryId=60217
(건전지, 물리학백과)
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5663092&cid=62802&categoryId=62802
(부식, 화학백과)