레몬전지

 

 

 

 

 

 

 

목  적 : 레몬전지를 만들어 보고, 전지의 원리를 이해한다.

 

준비물 : 아연판 및 구리판 (2×4㎝정도), 전선, μA단위의 전류계나 mV단위의 전류계, 레몬, 크리스마스 카드용 멜로디.

 

방  법

①  전선을 아연판과 구리판에 각각 그림과 같이 연결하고, 전선을 전류계나 전압계에

     연결한다. 

②  레몬에 약 3㎝정도의 간격을 두고 구리판과 아연판을 꽂는다.

③  전류가 흐르는지 전류계나 전압계의 바늘의 움직임을 관찰하여 알아보자.

④  전류가 흐르는가? 꼬마 전구, 멜로디와도 연결하여 보자. 불이 안 오면 여러 개를 직렬 연결하여 보자.

⑤  또 오랫동안 전류가 흐르게 하자면 어떻게 하여야 할까?

 

결  과

 전류가 흘러 멜로디에서 소리가 난다. 이온화 경향이 큰 알루미늄이 (-)극, 구리 쪽이(＋)극이 된다.

 

원  리

⑤  아연판에서는 금속 아연이 전자를 잃고 산화되어서 (-)극이 되고, 구리판에서 는 수소 이온이 전자를 얻어 수소 기체로 환원되므로 구리판은 (+)극이 된다.

⑥  아연과 구리를 사용한 전지의 처음 기전력은 약1.1V이지만 얼마 되지 않아 0.4V 정도로 떨어진다. 이와 같은 현상을 분극 작용이라고 하는 데, 반응이 진행함에 따라 구리 표면에 발생한 H₂ 가 구리판을 둘러싸서  의 반응을 방해한다. H⁺ 이 구리판으로부터 전자를 받지 못하면 회로에 전류가 계속하여 오랫동안 흐르지 못하게 된다. 분극 작용을 없애려면 구리판의 표면에서 발생한 수소를 산화제로 산화시켜 물로 만들어 주어야 한다. 이러한 목적으로 사용되는 산화제를 감극제(소극제)라 하며 과산화수소, 이산화망간, 중크롬산 칼륨과 같은 산화제가 주로 사용된다. 따라서 이 실험에서 구리판 쪽을 과산화수소로 자주 닦아주면 오랫동안 전류를 흐르게 할 수 있다.

⑦  생체 전기는 생물에서 볼 수 있는 전기 현상으로 생물에서 발생하는 전기는 보편적으로 생활현상에 따른 것인데, 그 원천은 생활 세포 속에서 이루어지는 물질대사가 원형질막의 안팎에 불균등한 이온 분포를 유지하는 데 바탕을 둔 막전위의 일종으로 보고 있다. 막의 대전 을 주로 한 정전기적 생체 기능 및 운동에 관련되어 전위의 변동을 수반하는 것이 있어서 신경 흥분의 전도 및 근육의 수축 등 전기 생리학적 현상의 바탕이 되어 있다. 또 전기가오리, 전기뱀장어 등에서 볼 수 있는 발전을 뜻하는 경우도 있는 데 어느 현상이라도 전기편극에 기인하는 것으로서, 구조가 10㎷ 정도인 전위 차가 있는 단위가 많이 모여 수백V에 이르게 된다.