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물의 전기분해 목록

조회 : 21507 | 2009-12-14


[ 실험개요 ]


물을 전기 분해함으로써 물의 구성 성분을 알 수 있고 각 극에서 발생하는 물질을 확인할 수 있다.



[ 실험재료 ]
투명빨대, 핀, BTB + 황산나트륨 용액, 만능지시약 + 황산나트륨 용액, CBC병, 24홈판, 9V 전지, 실리콘 마개, 집게전선 (9V전지 끼우개), 유성펜




[ 실험과정 ]
1. 투명 빨대를 반으로 자른다.
2. 유성펜을 이용하여 두 개의 빨대에 눈금을 그린다.
3. 눈금 위에 셀로판 테이프를 붙여준다.
4. 빨대의 한쪽 끝에 실리콘 마개를 끼운다.
5. BTB용액을 넣은 포화황산나트륨용액을 빨대 끝까지 채워넣는다.
6. CBC병을 두 개의 빨대에 씌운 다음 뒤집어서 24홈판에 끼운다.
7. 각각의 빨대에 핀을 꽂고 9V 건전지에 연결한다.
8. 수용액의 변화를 관찰 해 보자.
9. 만능지시약을 넣은 포화황산나트륨용액을 이용하여 같은 실험을 해 보자.
10. (+)극과 (-)극에 따른 색과 부피의 변화를 관찰 해 보자.





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[ 실험원리 ]
BTB용액을 넣은 포화황산나트륨용액에 전기를 흘려주면 (+)극에서는 물이 산화되어 산소기체가 발생하고 수소이온이 생겨 노란색으로 변하며 (-)극에서는 물이 환원되어 수소기체가 발생하고 수산화 이온이 생겨 파랑색으로 변하게 된다.

만능지시약을 넣은 포화황산나트륨용액에서는 (+)극에서는 산화되어 산소기체가 발생하고 수소이온이 생겨 주황색으로 변하게 되며 (-)극에서는 물이 환원되어 수소기체가 발생하고 수산화이온이 생겨서 보라색으로 변하게 된다.

이때 각각의 실험에서 발생되는 수소기체와 산소기체는 2:1의 부피비로 생성된다.




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[ 더 알아보기 ]
1. 물의 전기 분해

① 물을 전기 분해하면 수소 기체와 산소 기체가 2:1의 부피비로 생성된다.
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② 물은 수소(H)와 산소(O)로 구성되어 있다.
③ 전기 분해를 할 때에는 직류 전류를 사용한다.
④ 순수한 증류수는 전류가 흐르지 않으므로 전류를 흐르게 하기 위해서 전해질(수산화나트륨이나 황산나트륨 등)을 조금 넣어 준다.
⑤ 시험관에 성냥불을 가까이 하면 (-)극에서는 ‘펑’소리와 함께 연소하고, (+)극에서는 성냥불의 크기가 커진다.





2. 황산나트륨(Na2SO4)

분자량 142.04g/mol(무수물)
흰색 고체, 안정한 물질
용해도 4.76g/100ml(0℃), 42.7g/100ml(100℃)
중성염이기 때문에 수용액은 중성이다.
일반적으로 무독성 물질로 간주되지만 조심히 다뤄야 한다. 가루가 눈에 들어가면 염증이 생길 수 있으므로 고글과 마스크를 착용한다. 운반하는데 어려움이 없다.



[ 참고 ]
*화학Ⅰ Ⅰ.물 1.물 (1)물의 성질 ①물은 무엇으로 이루어져 있을까?
*화학Ⅱ Ⅲ.화학반응 전기분해




[ 출처 ]
1. http://blog.naver.com/chemijhy/100022640238
2. Journal of Chemical Education Vol. 81 No. 9 September 2004 www.JCE.DivCHED.org
3. wikidepia 사전





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