물 전기분해

[김현아]

1. 활동 주제: 물의 전기분해

2. 활동 일시: 2018. 11. 28 (수)

3. 활동 목적: 물을 분해하였을 때 각 전극에서 발생하는 기체의 종류와 기체의 부피 및 성질을 이해한다.

4. 활동 내용
1) 참여 인원: 2학년 6반 김서연, 강다현, 최유진
2학년 8반 김현아
2학년 10반 박지예, 홍성은

2) 실험 준비물: 전기분해 장치, 염화 나트륨 수용액, 깔때기, 전지, 집게도선, 성냥

3) 실험 방법
• 증류수에 전해질(염화나트륨)을 조금 넣어 염화 나트륨 수용액을 만든다.
• 전기분해 장치 마개를 연 후, 깔때기를 이용하여 양쪽 탄소전극 막대가 잠길때까지 수용액을 넣어준다.
• 집게 전선을 이용하여 전지와 전기분해 장치를 연결한다.
• 양쪽 유리관에서 발생하는 기체의 양(기포)을 관찰한다.
• 마개를 연 (+)극과 (-)극에 각각 성냥불을 대어본다.

4) 실험 결과
(+)극보다 (-)극에 더 많은 기포가 생겼다. (+)극에 꺼져가는 성냥불을 가까이하니 불씨가 활활 타올랐다. 반면 (ㅡ)극에 성냥불을 가까이하니 불이 꺼졌다.

5) 실험 원리
(+)극에서 일어나는 반응 (산화 반응): 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
(-)극에서 일어나는 반응 (환원 반응): 4H2O + 4e- → 2H2 + 4OH-
전체 반응식: 2H2O → O2 + 2H2
H2: O2 의 계수비가 2 : 1이므로 발생하는 수소: 산소기체의 부피비도 2:1이 된다. (=(+)극보다 (-)극에 약 2배 많은 기체가 형성된다.
(+)극에서는 산소가 발생하여 성냥불을 가까이하면 불씨가 커진다(조연성). (-)극에서는 수소기체가 발생하여 성냥불을 가까이하면 퍽 소리를 내며 탄다(가연성).


6) 느낀점
불을 사용하는 실험이다 보니 조심해야겠다는 생각이 먼저 든 것 같다.처음에 성냥불을 입구 위에 갖다대고 (+)극, (-)극의 반응을 살펴보니 아무 반응도 일어나지 않았다. 기체가 충분히 발생하지 않은 줄 알고 마개를 닫고 계속 기다리다가 결국 실험 방법을 바꾸었다.
성냥불을 전기분해 장치 안에 넣어보니 (+)극과 (-)극에서 불씨의 변화가 잘 나타났지만, 퍽 소리는 나지 않았다. 미리 실험방법을 자세히 알아와서 실험시간이 지체되지 않았다면 원하는 결과를 얻을 수 있지 않았을까하는 아쉬움이 든다.