화학 전지와   전기화학적 서열  
1.abstract
이번 실험의 목표는 화합물들 사이에 자발적으로 일어나는 전자 이동 반응을 이용하여 전기 에너지를 얻는 전지의 원리를 알아보고, 몇 가지 금속 이온의 전기 화학적 서열을 확인하는 것이다.

분자들 사이에서 자발적으로 일어나는 산화-환원 반응을 이용해서 금속선을 통하여 전자가 흘러가도록 만들면 전기 에너지를 제공하는 전지를 만들 수 있다. 산화-환원 반응에서 이동하는 전자를 금속선을 통해 흐르는 전류로 만들기 위해서는 산화 반응과 환원 반응을 서로 분리한 반쪽 전지(half cell)를 금속선으로 연결한 “전지”(cell)를 이용한다

특히 전류를 만들어서 전기 에너지원으로 사용하기 위한 화학 전지를 “갈바니 전지”(gavanic cell)라고 부른다. 화합물이 전자를 잃어버리거나 얻을 경우에는 전하를 가진 이온이 만들어지기 때문에 대부분의 전지는 이온을 안정화시킬 수 있는 수용액에서 일어나는 반응을 이용한다


반쪽 전지는 쉽게 이온화하여 산화 또는 환원될 수 있는 전해질(electrolyte)이 녹아 있는 전해질 용액 속에 전자를 받아들이거나 내어줄 수 있는 금속 전극(electrode)을 넣은 것이다. 금속 전극은 금속선을 통해서 다른 쪽의 전극과 연결되어 있으며, 용액의 전하 변화를 상쇄시켜주기 위한 염다리(salt bridge)를 사용하기도 한다

염다리는 u자형의 유리관에 kcl과 같은 염이 섞여 있는 젤로 채워진 것으로 염다리를 통해서 수용액 중에 녹아 있는 이온들은 이동할 수 있지만 두 용액이 직접 맞닿아 섞이지는 않도록 하는 역할을 한다.
산화 반응이 일어나는 전극을 산화 전극(anode, (-)극)이라고 부르고, 환원 반응이 일어나는 전극을 환원 전극(cathode, ()극)이라고 부른다.
일반적으로 표준 수소 전극의 전위 e°를 0.0v라고 정의하고, 다른 전극과 표준 수소 전극을 연결한 전지에서 얻은 전위차를 그 전극의 환원 전위(reduction potential)이라고 하고, 25℃에서 측정한 환원 전위를 표준 환원 전위라고 한다.임의의 반쪽 전지 두 개를 연결하여 갈바니 전지를 만드는 경우에 환원 전위가 더 큰 쪽은 환원 반응이 일어나서 전위가 높은 환원 전극이 되고, 환원 전위가 더 낮은 쪽은 산화 반응이 일어나서 전위가 낮은 산화 전극이 된다.환원 전위는 금속 이온이 환원되려는 경향을 나타내는 것으로 그 값이 클수록 쉽게 환원되며, 그 값이 작을수록 금속이 이온으로 쉽게 산화된다.금속 이온이 환원되려는 경향이나 금속이 산화되려는 경향을 상대적으로 나타낸 것이 “전기 화학적 서열”이다.
<실험 방법>  실험 a.전기 화학적 서열  
①구리, 아연, 납으로 된 얇은 판을 가로와 세로가 각각 0.5cm 정도로 두 개씩 잘라서 양면을 고운 사포로 깨끗하게 닦는다.
②두 개의 비커에 1.0m cu(no3)2 용액을 약 5ml 씩 피펫으로 옮긴 후에 각 비커에 아연판과 납판을 담근다.
③같은 방법으로 1.0m zn(no3)2 용액에 구리판과 납판을 넣고, 1.0m pb(no3)2 용액에는 구리판과 아연판을 담근다.
④각 비커에서 일어나는 화학반응을 관찰하여 기록한다.
실험 b.화학전지  
①얇은 아연판과 구리판을 가로 1.0cm, 세로 7.0cm로 잘라서 양면을 고운 사포로 잘 닦는다.
②100ml 비커 두 개를 준비하여, 한 쪽에는 1.0m zn(no3)2 용액 40ml를 넣은 후 아연판은 담그고, 다른 쪽에는 1.0m cu(no3)2 용액 40ml를 넣고 구리판은 넣는다.금속판이 용액에 어느 정도 잠기도록 하고, 두 비커를 염다리로 연결한다.
③아연판과 구리판에 직류전압계를 연결한다.
④전지의 전위차를 측정하여 기록한다.
⑤구리 용액과 구리판 대신에 1.0m pb(no3)2 용액 40ml에 납판을 넣은 전극을 아연 전극과 연결하여 전위차를 측정한다.
⑥구리 전극과 납 전극을 연결하여 전위차를 측정한다.
2.실험기구 및 시약
구리판, 아연판, 납판(가로 1.0cm 세로 7.0cm , 가로 세로 0.5cm 크기)
100ml 비커 3개  직류 전압계  구리선(전압계와 각 판의 연결용)  유리관(직경 7mm 이하 약 20cm)  사포(400번)  가열기  
1.0m pb(no3)2, zn(no3)2, cu(no3)2 용액   (이하 생략)