과학고등학교 학생의 화학 전지에 대한 이해 분석: 분자적 수준의 미시적관점에서 화학 평형과 연계하여
Science High School Students’ Understandings on Chemical Cells : In Relation to Chemical Equilibrium from the Microscopic Viewpoint at Molecular Level
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초록
이 연구의 목적은 과학고등학교 학생들을 대상으로 설문지 조사와 면담을 통해 화학 전지에 대한 개념 이해를 분자적 수준의 미시적 관점에서 화학 평형과 연계하여 분석하는 것이다. 과학고등학교 학생들은 전극을 전해질에 담그자마자전극의 금속이 산화되는 반응과 금속 이온이 환원되는 반응이 동시에 일어난다는 것과 화학 전지의 화학 평형 상태를 고르는 것에 대한 이해는 높았다. 그러나 전극과 전해질 사이에서 일어나는 상호작용을 미시적 관점으로 이해하는 데는 어려움을 겪고 있어, 화학 전지에서의 전위차 발생, 전자의 흐름, 반쪽 전지의 전위 측정, 산화전극과 환원전극 사이의 전지 전위값 계산하기 등에서는 어려움을 겪었다.
Abstract
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 understandings on the chemical equilibrium states in the electrochemical cell and on the redox reaction taking place simultaneously when a metal electrode is immersed in the metal ion solution. However, they do not fully comprehend the development of electrical potential difference, electron movement, electrode potential measurement in the half-cells, and calculation of the net cell voltage between anode and cathode in the chemical cell because of difficulties in the microscopic understanding the interaction on the interface at the electrode and the electrolyte solution.
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