* 혹시 [생생실험실/간단한 전지 만들기]를 거쳐오지 않았다면 그곳부터 다녀오세요.
|
호기심이 많은 여러분들을 환영합니다~ 자~ 생생실험실에서 만든 전지에 대해 좀 더 자세히 알아볼까요? |
아연판은 수많은 아연 원자들이 모여있는 거예요.
아연 원자 안에도 당연히 전자들이 있지요. 아연 원자들은 전자를 잘 내어줍니다. 원자 하나는 2개의 전자를 내어놓습니다. 전자를 받을 누군가가 있을 때에. 그러면 아연 양이온(Zn2+)가 되지요.
아연판을 식초에 넣어봅시다.
아주 잘 관찰하면, 아연판 근처에서 기포(작은 기체덩어리)가 생기는 것을 볼 수 있습니다. 그것은 수소 기체(H2)입니다. 수소 기체는 어떻게 생겼을까요?
식초는 '초산'이라는 물질이 물에 녹아 있는 것입니다. 초산이라는 이름에서 알 수 있듯이 초산은 물에 녹아 수소 양이온(H+)를 내어놓을 수 있는 산입니다. 이 H+ 2개가 전자를 하나씩 받은 후 뭉치면 수소 분자(H2)가 됩니다.
아연판을 식초에 넣으니 수소 기체가 생긴 것은 아연 원자가 수소 양이온에게 전자를 주었다는 뜻입니다.
구리판을 식초에 넣으면 어떤 일이 일어날까요? 아래 동영상을 관찰해봅시다.
아무 일도 일어나지 않습니다. 그 이유는 구리 원자(Cu)는 아연 원자(Zn)보다 전자를 잘 주려 하지 않기 때문입니다. 수소 양이온(H+)에게도 주지 않아요, 그래서 구리판을 식초에 담가도 수소 기포가 생기지않아요.
이제 아연판과 구리판을 식초에 담궈 만든 전지에 대해 더 알아봅시다. 만약 아연판과 구리판을 식초에 담가두면 아래 그림처럼 아연(Zn)이 전자를 수소 양이온(H+)에게 주고, 자신은 아연 양이온(Zn2+)이 되어 용액으로 녹아들어 갑니다.
음.... 별로 쓸모있는 일이 일어나지 않네요... 만약 아연이 전자를 직접 수소 양이온(H+)에게 주지 않고 도선을 통해 연결된 전기 회로로 보낸다면 쓸모있는 일들을 할 수 있을 텐데요.
[간단한 전지 만들기] 실험에서처럼 아연판과 구리판을 도선으로 연결하면 아연 원자(Zn)가 전자 2개를 직접 수소 양이온(H+)에게 주기도 하지만 외부 도선으로도 흘려보냅니다. 이 전자들은 도선을 지나 구리판에 도착한 후 수소 양이온(H+)에게 전달됩니다.
|
|
|
도선으로 전하 띤 전자가 이동하는 것 보이지요? 바로 전류가 흐르는 겁니다. 만약 전기 회로에 꼬마전구, 전동기 같은 부품을 연결하면 전구의 불을 켜거나 전동기를 돌릴 수도 있지요.
이렇게 전자를 주고받는 화학 반응을 산화-환원 반응이라고 합니다. 산화는 어떤 것이 전자를 내어놓는 과정이고, 환원은 어떤 것이 전자를 얻는 과정입니다. 산화와 환원은 항상 동시에 일어납니다. 내어놓은 전자를 누군가 꼭 받아야 하니까요.
구리판-식초-아연판으로 만든 전지는 산화-환원 반응을 이용한 것입니다. 이렇게 산화-환원 반응을 이용하여 만든 전지를 '화학 전지'라고 부르기도 합니다.
열린 과학 자료실 홈
생생 실험실 목록