레몬전지로 전구 키는 것은 어떤 원리인가요?

Question

안녕하세요.

요즘 아이들 과학놀이라고 해서 레몬에 아연판, 구리판을 꽂은뒤 전선과 전구를 연결하면 전구에 불이 켜지는데 건전지 없이 불을 키는 것은 어떤 원리인가요?

Answer 1

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

아연판에 있는 아연들이 수소이온들에게 전자를 빼앗기게 되면서

자신은 아연이온으로 산화되고, 수소이온은 수소로 환원되는 과정에서 발생하는 전류에 의해 전구의 불이 켜지는 것입니다.

두 가지 금속이 산성물질 안에 들어갔을 때 일어나는 화학반응에 의해 전자가 이동하는 원리입니다.

Answer 2

레몬전지의 원리는 금속 원자가 산화되어 양이온이 되려는 경향인 금속의 반응성 때문입니다.

레몬전지 실험에서 아연이 구리보다 반응성이 크다는 것을 알 수 있습니다. 즉, 아연은 전자를 내놓기 쉽고 구리는 전자를 받기 쉽습니다. 아연판에서는 전자를 잃고 아연 이온이 되어 전해질인 레몬으로 녹아 나오고, 이 때 아연이 내놓은 전자는 도선을 타고 LED 전구를 지나 구리판으로 향합니다. 구리판으로 향한 전자들은 양이온을 찾아 헤매다가 레몬 속에 있는 수소 이온을 만나게 됩니다. 수소 이온은 전자를 만나고 전자가 이동하면서 전류가 흐르면서 전구에 불이 들어오게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

네, 오렌지에는 전류를 흘러보낼 수 있는 이온(전해질)이 존재하기 때문에 +, - 단자를 만들어 꼽아 전구에 연결하면 불이들어옵니다. 이온(전해질)은 전기적으로 +극성, -극성을 가진 원자나 분자들입니다. 즉, 오렌지는 하나의 건전지 역할을 하는 것이죠. 참고로 오렌지 말고도 바나나도 같은 효과를 내는데 한 번 해보시면 좋을 듯 합니다. 또한 오렌지를 직렬로 연결하면 전류가 세질 수 있습니다. 하지만, 너무 많이 연결하게 되면 오렌지의 저항에 의해 오히려 전류가 작아질 수도 있습니다. 예전에 실험하였을 때 바나나의 경우에는 그랬습니다.

Answer 4

안녕하세요. 박상진 과학전문가입니다.

레몬에 아연판과 구리판을 꽂으면

아연판에서는 산화반응이 일어나 아연이온이 되는데, 이때 방출된 전자가 도선을 타고 구리판으로 이동하는 중에 전구에 불이 들어오는 것입니다.

Answer 5

금속의 산화환원 반응과 관련이 있습니다.

아마 한쪽에는 구리를 한쪽에는 아연을 쓰고 있을 것입니다.

구리가 반응성이 아연보다 작아 아연의 전자들이 구리로 이동합니다.

이때 이동을 원할하게 해두는 것이 전해질인 레몬의 과즙입니다.

따라서 레몬전구가 동작하게 됩니다.