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대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.56 no.6, 2012년, pp.731 - 738
김현정 (서울대학교 화학교육과) , 홍훈기 (서울대학교 화학교육과)
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The purpose of this study is to analyze the understandings of science high school students on the conception of chemical cell in relation to chemical equilibrium from the microscopic viewpoint at molecular level through questionnaires and follow-up interviews. The results show that they have high un...
| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 전기화학 평형(electochemical equilibrium)은 무엇인가? | 1,3-5 이를 이해하기 위해선 전극을 전해질 용액에 넣었을 때 전극과 전해질 사이에서 일어나는 미시적 화학 반응을 이해해야 한다. 금속을 그 금속 이온을 포함한 용액에 담그게 되면 금속 이온이 금속에 부딪혀서 전자를 얻어 금속 원자로 환원되는 반응과 금속이 전자를 잃고 금속 이온으로 산화되는 반응이 매우 짧은 시간 안에 일어나며 평형에 도달하게 된다. 이 과정에서 소량의 전하 이동이 생기게 되고 금속과 용액의 계면 사이에는 전기 이중층이 형성된다(금속이 약간의 전하를 얻게되고, 용액은 금속과 반대의 전하를 얻게된다). 이 과정이 모든 금속 전위의 기원이 되며, 이 때의 평형 상태를 전기화학 평형(electochemical equilibrium)이라 부른다.1,4 | |
| 화학 전지에서 전류가 발생하는 원리는 무엇인가? | 화학 전지는 두 전극과 전해질로 이루어지는데, 일반적으로 금속 전극을 전해질 용액에 담갔을 때 발생하는 전위차에 의해 전류가 발생한다.1,3-5 이를 이해하기 위해선 전극을 전해질 용액에 넣었을 때 전극과 전해질 사이에서 일어나는 미시적 화학 반응을 이해해야 한다. | |
| 고등학교 교과서에서 화학 전지의 개념을 설명함에 있어 문제는 무엇인가? | 고등학교 교육과정에서 화학 전지는 볼타 전지로 도입되어 볼타 전지를 구성하는 전해질(산)과 전극으로 사용한 금속의 이온화 경향의 차이에 의해 전류가 형성되는 것으로 설명된다. 교과서들은 볼타 전지에서 전류를 얻을 수 있는 것이 두 전극의 전위차 때문이며 전극마다 고유의 전위가 있고 금속마다 그 전위가 모두 다르다고 설명 하고 있으나 전위가 정확히 어떤 개념인지도 설명하지 않고 있다.13-19 그러나 전기화학 분야의 개념 이해를 향상시키기 위하여 화학 전지에서 전류의 기원이 되는 전극 전위에 대한 설명을 도입하여 전해질 용액과 전극의 계면에서의 상호작용을 설명하고3-4 교과서의 설명 방식과 그림의 제시가 열역학과 반응 속도와 연계되어 좀더 구체적이고 심화될 필요가 있다. |
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