[공학] 실험보고서 - 기전력측정에 의한 용해도적 결정[EMF measurement of Ksp]

기전력 측정에 의한 용해도적 결정 `실험목적` ; 이 실험은 표준 전극전위와 용해도적을 결정하기 위한 가역기전력 측정법을 설 명한다. Ⅰ. 실험원리 1. Gibbs 에너지와 전지 전위 ;만일 n개의 전자가 포함되도록 전지 반응이 표시될때는 다음과 같은 관계가 있다. (1) 이 식은 전극 전위와 전지 반응에 수반되는 Gibbs에너지 변화 사이의 기본 관계식이다. 실험 결과에 의한면 의 값은 외부 회로로 뽑아내는 전류에 의존한다. 이 전류가 영으로 접근할때의 의 극한치를 전지의 기전력(전지 emf) 또는 가역적 전지 전위라고 부르고 로 표시한다. 즉, 그리하여 (1)식은 다음과 같이 표시할 수 있다. (2) 이와 같이 전지 emf는 (), 즉 전지 반응의 이전 전자 당 Gibbs 에너지 감소에 비 례한다. 따라서 전지 emf는 그 계의 세기 성질이다. 이것은 전지의 크기에 의존하지 않으 며 또 전지 반응의 화학 반응식을 균형 맞추어 주는 계수를 어떻게 취하든 관계없다. 2. Nernst 식 ;임의의 화학 반응에 대한 반응 Gibbs 에너지는 다음과 같다. (3) 여기서 Q는 활동도 곱비이다. 이 식을 (2)식과 결합하면 다음과 같은 결과가 나온다. (4) 또 전지의 표준 전위는 다음과 같이 정의된다. (5) 이 값을 넣은 다음에 -nF로 나누면 다음과 같이 된다. (6-1) (6-2) (25℃)에서 (6-3) (6-1,2,3) 의 식들은 전지에 대한 Nernst식이다. Nernst식에 의하면 전지 전위는 표준 전 지 전위와 전지 반응에 관여하는 화학종들의 활동도와의 함수로 표시된다. 따라서 의 값과 활동도를 알면 전지 전위를 계산할 수 있다. 3. 전기화학전지 ;금속염 MX가 녹아있는 용액에 포화 칼로멜 전극과 그 금속으로 된 전극을 담갔을 때의 전기화학전지를 생각해 보자. 이 전지의 기전력, 은 칼로멜 전극의 emf, 와 금속전…
이 전지의 …