이번에 우리동아리는 좀 획기적(?)인 것을 해보기로 마음을 먹고 다니엘 전지를 만들어 보기로 하였다
먼저 우리는 다니엘 전지에 꼭 필요한 염다리를 만들어보았다.
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물 100ml에 한천과 질산칼륨을 조금씩 넣으면서 다 녹을 때까지 가열하며 젓는다.
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<--염다리(색깔은 한천을 넣었기 때문)
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너무 오래된 후에 한번의 실패를 겪고 실험을 하여서 좀 녹여서 하기로 결정하고 물중탕을 하기로 하였다.
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실수로 염다리의 U자관을 깬김에 한번 염다리를 직접 만져보았다.(미끈미끈하다.)
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다시 본래 실험으로 되돌아 와서, 어느정도 가열 되서 녹은 염다리를 다른 한쪽에 넣고 솜으로 꾹 막아준다. 그리고 그 염다리를 살짝 풀기위해 다시 물중탕을 시켰다.
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그렇게 완성된 염다리를 아연판+1M황산아연, 구리판+1M황산구리에 각각 담고 전극을 연결한후, 염다리로 연결하였다.
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염다리를 하나 연결하였을 때는 10mA가 두개연결하였을때는 약 20mA가 나옴을 확인할 수 있었다.하지만, 구리판이나 아연판을 더 넓게 연결하여도 변함이 없었다.
실험원리
먼저 이 실험에서 가장 핵심인 염다리의 역할에 대하여 알아보자.
염다리는 전하의 불균형을 해소하기 위해 만든 장치인데, 여기서 말하는 염은 질산칼륨이다. 물론 다른 것도 쓸 수는 있다.
염다리가 없다면, 아연쪽에서는 전자를 잃기 때문에 (+)가 강하게 되고, 구리쪽에서는 전자를 얻기 때문에 (-)가 강하게 된다. 이렇게 지속되면, 전하의 불균형 때문에 원만하게 반응이 진행되지 않는다.
다니엘 전지는 어떤 원리일까?
다니엘 전지는 2차 전지로서, 산화환원을 이용한 것이다. (+)극 쪽에서는 구리가 연결되어 있어서 전자를 얻고, (-)극에서는 아연이 연결되 있어서 전자를 잃게 된다. (-)에서 (+)로 전자가 이동으로 전류가 흐르게 되고, 이러한 원리로 전지로 이용된다. 역으로 전원장치를 연결하여주면 다시 역반응이 진행되 처음 상태로 되돌아온다.