수 2,3교시/20211149/최다은 실험제목 전기분해 전기 에너지를 이용해서 일어나는 화학반응에 대해 알아보고, Faraday의 법칙을 이용해 전하량을 계산한다. <실험방법> 1) 동전 준비 : 동전의 이물질을 사포로 제거한 후, 100ml 비 커에 질산용액(질산+증류수=1:1)을 10ml 붓고, 핀셋을 이용 하여 잠깐 담궜다가 뺀 후, 증류수를 이용하여 헹구어 준다. ->동전을 완전히 말린 후 동전의 무게를 측정한다. 2) 구리망 준비 : 구리망의 무게를 측정한다. 3) 전원 준비 : 직류전원을 전압계로 확인한다. (3.0V이상) 4) 전선 및 악어집게를 이용하여 (-)극에는 동전을, (+)극에 는 구리망을 연결하여 250ml 비커 속에 넣는다.->동전과 구 리망은 서로 닿지 않도록 같은 높이에 둔다. 5) 0.1M 황산구리용액을 동전과 구리망이 잠길 때까지 비커에 부어주면, 전류가 흐르게 된다. ->각 전극의 악어집게에는 용 액이 닿지 않도록 주의한다. 초록 6) 반응을 10분 동안 진행시키면서 평균 전류를 측정한다. 이 때 구리망과 동전 표면의 변화도 주의 깊게 관찰해 본다. 7) 10분 후, 반응을 종료하고, 동전과 구리망을 조심스럽게 꺼 내어 석출된 구리가 떨어지지 않도록 표면을 증류수로 씻고, 완전히 말린 다음, 무게를 측정한다. <실험 시 주의사항> 1) 동전을 질산수용액으로 세척 시, 아래와 같은 화학반응에 의하여 유해기체(이산화질소)가 발생하므로, 반드시 후드 안에 서 수행하고, 용액에 동전을 여러 개 넣지 않는다. Cu(s)+4HNO (aq)->Cu(NO )2(aq)+2NO(g)+2H O(l) 2)동전은 사포를 이용하여 깨끗이 준비하는 것이 좋음. 3)동전을 질산용액에 오래 방치할 경우, 지나치게 표면이 녹아 나가므로 주의한다. 수 2,3교시/20211149/최다은 (+)극 구리 전극에서의 반응 Cu(s)->Cu (aq)+2e : 산화 (-)극 동전에서의 반응 Cu (aq)+2e ->Cu(s)((석출)) : 환원 1. 용액으로부터 구리의 석출 -전기분해 전의 구리 전극의 질량(g) : 0.607g -전기분해 후의 구리 전극의 질량(g) : 0.612g -석출된 구리의 질량(g) : -0.05g -석출된 구리의 몰수(mol) : (-0.005g Cu) × × mol -석출된 구리의 당량수(당량) : 당량 × × 당량 -평균전류 (A) : 0.23A -전기분해 시간(s) : 600s 실험결과 -사용된 총 전하량(C) : 0.23A × 600s=138C -Faraday 법칙(C/당량) : 138C/(-1.57 × 당량 )=-8.79 × C/당량 -실험오차(%) : × =811% 2.동전의 도금 -전기 도금 전 동전의 색깔 : 금색 - 전기 도금 후 동전의 색깔 : 분홍색 - 전기 도금 전의 동전의 질량 : 3.736g - 전기 도금 후의 동전의 질량 : 3.732g - 동전 표면에 석출된 동전의 질량 : -0.004g 수 2,3교시/20211149/최다은 구리망에서 구리를 석출하여 동전에 구리가 달라붙는 전기분해 실험을 하였다. 오차율이 811%가 나왔는데, 구리에 대한 산화 환원 과정 후, 씻어내고 건조 시킬 때, 황색 구리용액 안에 구 리가 떨어질 수도 있고, 실험 후 일회용 타올 위에 올려두었다 결론 가 건조 후 동전에 붙어있던 다량의 구리가 타올에 옮겨 붙은 것으로 확인된다. 그리고 건전지 에너지의 양, 구리망과 동전 사이의 거리, 주변 진동에도 영향을 받아 이러한 결과가 나왔 다. 또한, 저울이 측정하는 유효숫자의 범위가 넓어서 공기저항 에 의한 오차도 반영되었다. 금오공과대학교 고분자공학과 홈페이지-일반화학실험 자료실 참고문헌 -제 3주차 전기분해 일반화학실험책 - 전기분해