소개글
"일반화학실험"에 대한 내용입니다.
목차
1. 화학 전지
1.1. 화학 전지의 원리와 구조
1.2. 표준 환원 전위와 전기화학적 서열
1.3. 갈바니 전지의 전극 반응
2. 밀도 측정
2.1. 물의 밀도 측정
2.2. 알루미늄 포일의 밀도 측정
2.3. 동전의 밀도 측정
3. 금속 치환 반응
3.1. 알루미늄과 구리이온 용액의 반응
3.2. 금속과 금속염 용액의 반응 관찰
3.3. 금속들의 반응성 순서 도출
4. 참고 문헌
본문내용
1. 화학 전지
1.1. 화학 전지의 원리와 구조
화합물은 양전하를 가진 원자핵 주변에 전자가 구름처럼 분포하여 구성되며, 이 전자는 원자와 분자의 종류에 따라 쉽게 떨어져 나가서 다른 원자나 분자로 옮겨갈 수 있다. 전자를 잃어버리는 원자나 분자는 환원되었다고 하며, 이러한 산화-환원 반응은 화학의 여러 분야에서 널리 활용되고 있다.
녹색 식물의 광합성 반응과 사람을 비롯한 동물의 몸 속에서 일어나는 대사 과정도 대부분이 이런 산화-환원 반응으로 생체가 필요로 하는 에너지를 공급해주는 중요한 역할을 하고 있다.
분자들 사이에서 자발적으로 일어나는 산화-환원 반응을 이용해서 금속선을 통하여 전자가 흐르도록 만들면 전기 에너지를 제공하는 전지를 만들 수 있다. 건전지와 자동차용 배터리가 그런 화학 전지의 대표적인 예이며, 우리 생활에서 사용하는 전자 제품의 대부분은 이런 화학 전지를 에너지원으로 사용하고 있다.
산화-환원 반응에서 이동하는 전자를 금속선을 통하여 흐르는 전류로 만들기 위해서는 산화 반응과 환원 반응을 서로 분리한 반쪽 전지를 금속선으로 연결한 전지를 이용한다. 특히 전류를 만들어서 전기 에너지원으로 사용하기 위한 화학 전지를 갈바니 전지라고 부른다.
화합물이 전자를 잃어버리거나 얻을 경우에는 전하를 가진 이온이 만들어지기 때문에 대부분의 전지는 이온을 안정화시킬 수 있는 수용액에서 일어나는 반응을 이용한다. 반쪽 전지에는 쉽게 이온화하여 산화 또는 환원될 수 있는 전해질이 들어있다. 금속 전극은 금속선을 통해서 다른 쪽의 전극과 연결되어 있으며, 용액의 전하 변화를 상쇄시켜주기 위한 염다리를 사용하기도 한다.
1.2. 표준 환원 전위와 전기화학적 서열
표준 수소 전극의 전위를 0.00 V로 정의하고, 이와 다른 전극들의 전위를 측정하면 그들의 표준 환원 전위를 얻을 수 있다. 금속들은 다양한 표준 환원 전위를 가지고 있는데, 이는 금속 이온이 환원되려는 경향을 나타낸다. 표준 환원 전위 값이 클수록 금속 이온이 쉽게 환원되며, 값이 작을수록 금속이 이온화되려는 경향이 크다.
예를 들어 25℃에서 1.0 M의 구리 이온(Cu2+) 용액과 표준 수소 전극을 연결하면, 구리 이온이 환원되어 구리 금속이 석출되고 수소 전극에서는 수소 분자가 산화되어 하이드로늄 이온(H+)이 된다. 이때 두 전극 간의 전위차는 0.337 V로, 이를 구리 전극의 표준 환원 전위라고 한다.
마찬가지로 25℃에서 1.0 M의 아연 이온(Zn2+) 용액과 표준 수소 전극을 연결하면, ...
참고 자료
일반화학 제 14판, BROWN, Lemay, Rursten, Mutphy, WOODWARD, 화학교재연구회, 자유아카데미, p.22-30
화학실험 제 2판, 한양대학교 화학교재연구실, 한양대학교 출판부, p.35-40
유체역학, 민묘식,개정 증보판, 첨단과학 기술도서 출판, 29
분석화학, Daniel C. Harris, 9판, 자유아카데미, 53-55
물리화학, peter atkins, julio de paula, 10판, 교보문고 285
정밀측정공학, 이징구, 이종대, 최신 개정판, 기전연구사 , 59
현대일반화학실험, p.115～120
